La medición de los perfiles de expresión génica de células individuales ha demostrado una extensa heterogeneidad fenotípica dentro de un tejido. Esta complejidad ha complicado nuestra comprensión de las redes biológicas que gobiernan la función del tejido. Nuestro grupo y otros han explorado este fenómeno en muchos tejidos y condiciones1,2,3,4,5,6. Estos experimentos no sólo sugieren que la regulación de las redes de expresión génica subyace a tal heterogeneidad, sino también que la resolución de una sola célula revela una complejidad en la función del tejido que la resolución a nivel de tejido no aprecia. De hecho, sólo una pequeña minoría de células puede responder a una condición o desafío específico, pero el impacto de esas células en la fisiología general puede ser sustancial. Además, un enfoque de biología del sistema que aplica métodos multivariantes a conjuntos de datos de alta dimensión de múltiples tipos de células y tejidos puede dilucidar los efectos del tratamiento en todo el sistema.
Combinamos LCM y RT-qPCR microfluídico para obtener dichos conjuntos de datos. Tomamos este enfoque aquí en contraste con la recolección de células individuales a través de la clasificación celular activada por fluorescencia (FACS) y el uso de secuenciación de ARN (RNA-seq) para medir su transcriptoma. La ventaja de LCM sobre FACS es que la especificidad anatómica exacta de las células individuales se puede documentar con LCM, relativamente y absolutamente. Además, mientras que el ARN-seq puede medir más características que RT-qPCR, RT-qPCR microfluídico es menos costoso y tiene una mayor sensibilidad y especificidad7.
En este experimento representativo, investigamos los efectos de la dependencia de opioides y la abstinencia de opioides con precipitación de naltrexona en la expresión génica neuronal, microglia y astrocito en el núcleo central de la amígdala (CeA) y la abundancia de microflora intestinal4. Se analizaron cuatro grupos de tratamiento: 1) Placebo, 2) Morfina, 3) Naltrexona y 4) Retiro (Figura 1). Encontramos que la dependencia de opioides no alteraba sustancialmente la expresión génica, pero que la abstinencia de opioides indució la expresión de genes inflamatorios, Tnf en particular. Los astrocitos eran el tipo de célula más afectado. El microbioma intestinal se vio profundamente afectado por la abstinencia de opioides como lo indica una disminución en la relación Firmicutes a Bacteroides, que es un marcador establecido de disbiosis intestinal8,9.