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El sistema nervioso autónomo (SNA) es una parte crucial del sistema nervioso periférico que mantiene la homeostasis corporal, incluida la adaptación a las condiciones ambientales y la patología1. Está involucrado en la regulación de múltiples sistemas de órganos en todo el cuerpo, como los sistemas cardiovascular, respiratorio, digestivo y endocrino. El SNA se divide en ramas simpáticas y parasimpáticas. Las ramas espinales del sistema nervioso simpático hacen sinapsis en los ganglios de la cadena simpática, situadas bilateralmente en posición paravertebral. Los ganglios cervicales y torácicos bilaterales, especialmente el StG, son componentes importantes que participan en la inervación simpática cardíaca. En estados de enfermedad, como la isquemia cardíaca, puede ocurrir una remodelación neuronal, lo que resulta en una sobremarcha simpática2. La remodelación neuronal se ha demostrado en múltiples estudios histológicos en humanos y varias otras especies animales 3,4,5,6. Actualmente falta una caracterización biológica detallada de la remodelación neuronal inducida por isquemia cardíaca en los ganglios simpáticos cardíacos, y las características biológicas fundamentales de los tipos o subtipos de células neuronales especializadas dentro del sistema nervioso simpático cardíaco (SNS) aún no están completamente determinadas en salud y enfermedad7.
Nuevas tecnologías, como scRNA-seq, han abierto puertas de entrada para la caracterización genética de tejidos pequeños a nivel unicelular 8,9. Sin embargo, el tamaño relativamente grande de las neuronas puede impedir el uso optimizado de estas técnicas unicelulares en humanos10. Además, la secuenciación de una sola célula requiere un alto rendimiento de células para recuperar un número suficiente de células debido a una alta pérdida en el proceso de secuenciación. Esto podría resultar desafiante cuando se estudian tejidos pequeños que son difíciles de capturar en una sesión y requieren múltiples muestras para introducir suficientes células individuales para la secuenciación. La tecnología snRNA-seq basada en gotas recientemente desarrollada (es decir, la plataforma 10x Chromium) permite el estudio de las diferencias biológicas entre núcleos individuales11,12. snRNA-seq tiene una ventaja sobre scRNA-seq para células grandes (>30 μm), que pueden no ser capturadas en Gel Bead en Emulsiones (GEMs), así como una mejor compatibilidad con disociación extensa y/o preservación prolongada 13,14,15.
La heterogeneidad, el número de células neuronales y otras células enriquecidas en el SNS cardíaco son aspectos importantes para la caracterización del SNA en estados de salud y enfermedad. Además, la inervación específica del órgano o región por cada ganglio simpático contribuye a la complejidad del SNS. Además, se ha demostrado que los ganglios cervicales, estrellados y torácicos de la cadena simpática inervan diferentes regiones del corazón16. Por lo tanto, es necesario realizar un análisis de núcleo único de células ganglionares derivadas de ganglios individuales para estudiar su arquitectura biológica.
El snRNA-seq basado en gotas permite el perfil de expresión de todo el transcriptoma para un grupo de miles de células de múltiples muestras a la vez con costos más bajos que las plataformas de secuenciación basadas en placas. Este enfoque permite que el snRNA-seq basado en gotas sea más adecuado para la clasificación del fenotipo celular y la identificación de nuevas subpoblaciones de células dentro del SCG y el StG. En particular, este protocolo proporciona un enfoque paso a paso conciso para la identificación, el aislamiento y la secuenciación del ARN de un solo núcleo de los ganglios cardíacos extrínsecos simpáticos, un método que tiene el potencial de una amplia aplicación en estudios de la caracterización de los ganglios que inervan otros órganos y tejidos relacionados en salud y enfermedad.