Este protocolo detalla una metodología para la detección de ARNm multiplex con citometría de masas de imágenes de proteínas en secciones de tejido incluidas en parafina fijadas en formalina.
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Artículo de método
Este protocolo detalla una metodología para la detección de ARNm multiplex con citometría de masas de imágenes de proteínas en secciones de tejido incluidas en parafina fijadas en formalina.
La capacidad de detectar proteínas y ARNm en el mismo ensayo nos ayuda a comprender cómo la célula se está preparando para una llegada y qué señales recibe a medida que viaja e interactúa en el entorno en el que se encuentra. Las imágenes de mayor plexado ahora permiten la caracterización simultánea de ARNm (transcriptómica espacial) y proteínas (proteómica espacial) resueltas espacialmente. Para evitar la redundancia, estos analitos se pueden analizar en una sola sección de tejido. Hay muchas tecnologías que permiten muchas proteínas y pocos ARNm o a la inversa, pero como los analitos de acción central son proteínas, este manuscrito se centra en la integración de la citometría de masas de imágenes de proteínas (IMC) con la hibridación in situ de ARNm (ISH) utilizando sondas metálicas. Esto nos permite comprender qué mensajes está preparando o enviando rápidamente la célula al mundo a medida que se comunica en su microentorno. También supera las limitaciones relacionadas con la detección de proteínas secretadas o marcadores desafiantes que generalmente son difíciles de cuantificar y visualizar utilizando solo anticuerpos. Este protocolo también minimiza la necesidad de compensaciones o posprocesamiento observados en métodos basados en fluorescentes de mayor plex, ya que no hay desbordamiento espectral fluorescente en un sistema de detección basado en sonda de metal, ni hay consideraciones de autofluorescencia específicas del tejido.
Los cánceres exhiben diversidades estructurales y funcionales en varios pacientes. El microambiente tumoral (TME), compuesto por células normales y malignas, es heterogéneo entre los pacientes. La metástasis es el resultado de un residuo del tumor primario que escapa al torrente sanguíneo como grupos de células y células individuales, lo que proporciona pistas sobre la progresión de la enfermedad y la respuesta terapéutica 1,2. Es necesario comprender la complejidad de estos microambientes1. Aunque los tumores comprenden amplios tipos de células, el estándar clínico se basa histológicamente en un solo marcador, que está comenzando a cambiar 1,2. Las tecnologías de imágenes multiplexadas han proporcionado nuevas direcciones en patología. La proteómica, la genómica, la metabolómica y la lipidómica de los cánceres humanos resueltas espacialmente ahora son posibles con una resolución de células individuales 3,4,5,6 o cerca de ella.
Estas tecnologías pueden diseccionar las ubicaciones celulares heterogéneas y las interacciones en los tumores. El uso de la metodología adecuada de bioimagen unicelular permite la generación de perfiles de muchos biomarcadores de proteínas asociados a la enfermedad en biopsias de pacientes para informar el diseño de terapias contra el cáncer. Los conocimientos de los mapas celulares espaciales podrán guiar la elección de la terapia combinada que puede eliminar de manera eficiente los cánceres con una reducción de los objetivos, la resistencia y la recaída1. Lo que está en juego es la capacidad de sindicalizar estas muchas tecnologías variadas que normalmente no funcionan en armonía en la misma sección de tejido7. Este protocolo, descrito visualmente en la Figura 1, ofrece la oportunidad de examinar espacialmente tanto la proteómica como un subconjunto específico de ARNm en la misma sección de tejido y la misma célula simultáneamente con una plexidad más alta que la que es posible con proteína fluorescente simultánea + ARN-ISH8. Esto también puede servir como puente para el análisis paralelo 3,4,6, con el objetivo de desconvolutar el análisis de los datos. Si bien la detección dual está presente, también se pueden examinar las células que han iniciado rápidamente la producción de ARNm, pero para las cuales la proteína secretada permanece indetectable debido a la sensibilidad limitada y la falta de amplificación de la señal inherente a los métodos de anticuerpos primarios marcados directamente, lo que hace que la detección de moléculas secretadas sea particularmente desafiante. El siguiente protocolo está adaptado de una detección fluorescente/cromogénica de 12 plex para que sea aplicable a la detección basada en metales a través de sondas modificadas reducidas en tiol para la detección simultánea en IMC.
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Este protocolo utiliza tejidos fijados en formol e incluidos en parafina (FFPE) recolectados de pacientes no tratadas previamente que se sometieron a cirugía citorreductora primaria para carcinoma de ovario seroso de alto grado. Todos los datos clínicos se obtuvieron del repositorio del Departamento de Oncología Ginecológica y Medicina Reproductiva bajo protocolos aprobados por la Junta de Revisión Institucional del MD Anderson de la Universidad de Texas. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de los pacientes y los estudios se realizaron de acuerdo con las pautas éticas reconocidas.
1. Precauciones y preparativos
2. Preparación y preprocesamiento de muestras
3. Tratamiento de proteasa
4. Hibridación de sondas objetivo
5. Hibridar el amplificador ARN-ISH 1
6. Hibridar el amplificador ARN-ISH 2
7. Hibridar el amplificador ARN-ISH 3
8. Hibridar oligos metálicos
9. Anticuerpos conjugados metálicos
10. Incubación con anticuerpos conjugados metálicos
11. Tinción de ADN
12. Adquisición de imágenes
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La capacidad de detectar proteínas y ARNm en el mismo ensayo nos ayuda a comprender cómo la célula se está preparando para una llegada, pero también qué colas recibe a medida que viaja e interactúa con su entorno. Como se ve en los datos representativos, la detección de ARNm y proteínas son componentes críticos en la investigación de biología espacial, ya que los límites inferiores de detección pueden ser bastante desafiantes en función de la forma en que avanzan los pasos de etiquetado,...
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La multiómica multiplex es una evolución crítica en los datos recopilados, dirigida a las interacciones de célula a célula y de célula a vecindad que afectan la progresión y el tratamiento de la enfermedad. El análisis de estos datos en la misma muestra y, por lo tanto, en la misma célula es fundamental, ya que muchos objetivos de proteínas se expresan transitoriamente o difieren en el nivel de expresión de ARNm y proteínas, lo que permite una detección de ARNm dirigida combinada con pro...
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Jared K. Burks es consultor de Standard BioTools.
Esta investigación se realizó en colaboración con el Centro Central de Citometría de Flujo e Imágenes Celulares, que cuenta con el apoyo en parte de los Institutos Nacionales de Salud a través de la Subvención de Apoyo al Centro Oncológico P30 del MD Anderson CA016672. Esta investigación también fue apoyada en parte por el Premio al Desarrollo de la Subvención de Apoyo del MD Anderson's Cancer Center, Imágenes de Transcriptómica Espacial de Citometría de Masas a través de RNAscope, P30CA016672, NIH / NCI, PI - Pisters. El esfuerzo de JKB fue apoyado en parte por el CA016672 P30 y el Especialista en Investigación del NCI 1 R50 CA243707-01A1. El esfuerzo de SFB fue apoyado en parte por la Alianza para la Investigación del Cáncer de Ovario (OCRA 811621 y 891490), la Honorable Fundación Tina Brozman para la Investigación del Cáncer de Ovario, el Programa de Investigación del Desarrollo SPORE de Cáncer de Ovario de MDACC, NIH 1R01CA261952-01A1. El esfuerzo de SFB, JKB y BG fue apoyado en parte por la subvención 1U01CA294459-01. Los autores desean agradecer a Samuel Mok, quien seccionó y proporcionó las muestras utilizadas.
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| https://www.protocols.io/view/oligonucleotide-polymer-conjugation-for-imaging-ma-dm6gpjz91gzp/v2. | Protocols.IO | dx.doi.org/10.17504/protocols.io.dm6gpjz91gzp/v2 | Conjugación oligonucleótido-polímero para citometría de masas de imagen V.2 |
| 10 TBS libres de ARN | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | J62780. K7 | Para lavados intermitentes entre pasos |
| Sistema de Hibridación ACD HybEZ II | ACD Biotechne | 321711 | Horno para portaobjetos de papel para hornear |
| Diluyente de anticuerpos | Dako | S0809 | Amortiguador diluyente de anticuerpos |
| Anticuerpo: B7-H3 | Bethyl | A700-025CF, A700-026CF | Clon: BLR025F, BLR026F |
| Anticuerpo: B7-H4 | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | 14-5949-82 | Clon: H74 |
| Anticuerpo: BRD4(6F11) | Bethyl | A700-005CF | Clon: BL-151-6F11 |
| Anticuerpo: CCR6 | R& D | MAB195-100 | Clon: 53103 |
| Anticuerpo: CD11b | Abcam | ab209970 | Clon: EPR1344 |
| Anticuerpo: CD25 | Abcam | ab215378 | Clon: EPR6452 |
| Anticuerpo: CD278/ICOS | CST | 89601BF | Clon: D1K2T |
| Anticuerpo: CD31 | Abcam | ab207090 | Clon: EPR3094 |
| Anticuerpo: CD33 | Abcam | ab238784 | Clon: SP266 |
| Anticuerpo: CD3e y nbsp; | CST | 85061BF | Clon: D7A6E |
| Anticuerpo: CD4 | Abcam | ab181724 | Clon: EPR6855 |
| Anticuerpo: CD44 | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | MA1-10225 | Clon: IM7 |
| Anticuerpo: CD45 | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | 14-9457-82 | Clon: CD45-2B11 |
| Anticuerpo: CD8a | CST | 85336BF | Clon: D8A8Y |
| Anticuerpo: CXCL13 | R& D | AF801 | Clon: Policlonal |
| Anticuerpo: CXCR5 | R& D | MAB190-100 | Clon: CXCR5 |
| Anticuerpo: gamma-H2AX | Bethyl | A700-053CF | Clon: BLR053F |
| Anticuerpo: Granzyme B | Santa Cruz | SC-8022 X | Clon: 2C5 |
| Anticuerpo: KAP1 | Bethyl | A700-014CF | Clon: BL-248-2G6 |
| Anticuerpo: Ki67 | Bethyl | A700-021CF | Clon: BLR021E |
| Anticuerpo: LCK | CST | 2984BF | Clon: D88 |
| Anticuerpo: MFAP5 | N/A | N/A | PMID: 31332047 / Clon: 130A y nbsp; (Nota: diseñado a medida) |
| Anticuerpo: AME | CST | 56856BF | Clon: 1A4 |
| Anticuerpo: VEGF | STB-Fluidigm | 3163028D | Clon: G153-494 |
| Anticuerpo: VISTA | CST | 64953BF | Clon: D1L2G |
| AZ-AR1 Elegance Citra | BioGeneX | HK546-XAK | Amortiguador de recuperación de antígenos |
| Alcohol etílico 100% (200 grados) | Pharmco | 111000200 | Para la deparafinización |
| EZ y ndash; Retriever IR | BioGeneX | MW016-IR | Sistema de recuperación de antígenos para secciones de tejido FFPE |
| Sistema de Hibridación HybEZ II | ACD Biotechne | 321710 | El sistema consta de: horno HybEZ (PN 321710/321720), una bandeja de control de humedad (PN 310012) y papel humidificante HybEZ (2 hojas PN 310025), bandeja de lavado EZ-Batch (PN 321717), portadeslizantes EZ-Batch (PN 321716) |
| Pluma PAP de barrera hidrofóbica ImmEdge | VectorLabs | H-4000 | Corral de barrera hidrofóbico |
| Solución Intercalador IR | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | NC1038184 | Utilizado para identificar células nucleadas |
| KERATIN 18/8 | CST | 4546BF | Clon: C51 |
| Metal Oligos | Varios | Varios | Etiqueta metálica que va de T1 a T12 según lo que se necesite |
| Agua libre de nucleasas (NFW) | Corning | 46-000-CM | Limpiar y preparar todo el equipo, y usarlo como diluyente cuando sea necesario |
| RNAscope Protease Plus | ACD Biotechne | 322331 | Utilizado para permeabilizar las membranas celulares de muestras |
| Portaportaportaobjetos RNAscope EZ-Batch | ACD Biotechne | 310017 | Diseñado para procesar manualmente hasta 20 láminas de forma eficiente |
| Kit de reactivos RNAscope HiPlex12 v2 | ACD Biotechne | 324409 | Reactivos para RNAScope |
| Sonda RNAscop HiPlex - Sondas objetivo | ACD Biotechne | Varios | Rango de T1 a T12 dependiendo de cuál se necesite |
| Solución de descontaminación RNasa RNaseZap | Thermo Fisher Scientific | AM9782 | Una solución de descontaminación superficial que destruye RNasas |
| Soporte para portaportaobjetos para microscopio de estante de tinción 24 lugares Plástico resistente a productos químicos | Óptima Científica | 3028 | Para teñir múltiples láminas |
| Preadolescentes 20 | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | AAJ20605AP | Para lavados intermitentes entre pasos |
| Bloqueo de proteínas de ultravisión | Thermo Fisher Scientific y nbsp; | TA125PBQ | Búfer de bloqueo |
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