DisCo: Повышение эффективности секвенирования РНК единичных клеток

Секвенирование РНК единичных клеток (scRNA-seq) позволяет изучать экспрессию генов в индивидуальной клетке в смешанной популяции. Метод захватывает РНК одной клетки и после молекулярных реакций секвенирует её, показывая, какие гены активны.

Поскольку scRNA-seq захватывает активность тысяч генов одновременно, он стал золотым стандартом для определения состояния и фенотипа клеток, способным выявлять редкие и новые типы клеток.

Проблема стоимости и эффективности

Метод широко используется в медицинских и фармакологических исследованиях для идентификации делящихся или реагирующих на лечение клеток.

"Проблема в том, что эти методы в настоящее время ориентированы на большие количества клеток", — говорит профессор Барт Депланке из EPFL.

Методы scRNA-seq требуют более тысячи клеток для полезного измерения. "Это делает их неэффективными и дорогими при обработке небольших индивидуальных образцов, таких как маленькие ткани или биопсии пациентов", — добавляет доктор Йоханнес Бюс.

Решение DisCo

Бюс с коллегами разработали новый метод, позволяющий scRNA-seq эффективно обрабатывать образцы с меньшим количеством клеток. Метод, опубликованный в Nature Methods, назван DisCo (deterministic, mRNA-capture bead and cell co-encapsulation dropleting system).

В отличие от обычных методов с пассивным захватом, DisCo использует машинное зрение для активного обнаружения клеток и захвата их в капли с маслом и шариками. Это позволяет работать непрерывно и делает масштабирование и серийную обработку образцов высоко рентабельными.

DisCo обеспечивает точное позиционирование частиц и клеток и управляет сортировкой капель с помощью машинного зрения и многослойной микрофлюидики. Это позволяет непрерывно обрабатывать суспензии с малым количеством клеток с эффективностью захвата более 70% и скоростью до 350 клеток в час.

Исследователи протестировали DisCo на небольших хемосенсорных органах плодовой мушки Drosophila, а также на индивидуальных кишечных криптах и органоидах.

Метод использовали для анализа отдельных кишечных органоидов на разных стадиях развития. Он выявил гетерогенность и обнаружил различные подтипы органоидов, некоторые из которых ранее не идентифицировались.

"Наша работа демонстрирует уникальную способность DisCo делать высокодетальные снимки клеточной гетерогенности в небольших индивидуальных тканях", — говорит Депланке.