Новый метод точно определяет активность генов и белки в тканях

Новый метод позволяет с беспрецедентной точностью определять идентичность и активность клеток в органе или опухоли. Разработка описана в исследовании, проведённом учёными из Weill Cornell Medicine, NewYork-Presbyterian и New York Genome Center.

Метод, описанный 2 января в статье в Nature Biotechnology, фиксирует паттерны активности генов и наличие ключевых белков в клетках по всему образцу ткани, сохраняя информацию об их точном местоположении. Это позволяет создавать сложные, насыщенные данными «карты» органов, включая поражённые болезнью и опухоли, что может быть широко полезно в фундаментальных и клинических исследованиях.

Технология SPOTS

Метод, названный Spatial PrOtein and Transcriptome Sequencing (SPOTS), частично основан на существующей технологии компании 10x Genomics. Он использует стеклянные слайды, пригодные для визуализации образцов обычными патологоанатомическими методами, но покрытые тысячами специальных пробных молекул. Каждая молекула содержит молекулярный «штрихкод», обозначающий её двумерное положение на слайде.

Когда тонкий срез ткани помещается на слайд, пробные молекулы захватывают матричные РНК (mRNA) из соседних клеток. Метод также включает использование специальных антител, которые связываются с целевыми белками в ткани, а затем — с пробными молекулами. С помощью автоматизированных методов исследователи могут идентифицировать захваченные mRNA и выбранные белки и точно сопоставить их с исходным местоположением в образце ткани.

Демонстрация метода

Команда продемонстрировала работу SPOTS на ткани селезёнки здоровой мыши, выявив сложную функциональную архитектуру этого органа. Также метод был использован для картирования клеточной организации опухоли молочной железы мыши. Полученная карта показала иммунные клетки — макрофаги — в двух различных состояниях, обозначенных белковыми маркерами: одно активно борется с опухолью, другое иммуносупрессивно и формирует защитный барьер вокруг опухоли.

«Мы могли видеть, что эти два подтипа макрофагов находятся в разных областях опухоли и взаимодействуют с разными клетками — и именно разница в микроокружении, вероятно, определяет их различные состояния активности», — отметил соавтор исследования доктор Дэн Ландау.

Перспективы

Такие детали опухолевой иммунной среды могут помочь объяснить, почему некоторые пациенты реагируют на иммуностимулирующую терапию, а другие нет, и могут повлиять на разработку будущих иммунотерапий.

Текущая версия SPOTS имеет разрешение, при котором каждый «пиксель» данных суммирует информацию об активности генов для нескольких клеток. Исследователи надеются вскоре повысить разрешение до уровня одной клетки, добавив возможность анализа других ключевых слоёв клеточной информации.