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En la última década, la secuenciación de nueva generación y la obtención de imágenes de alta resolución han convergido para avanzar en la transcriptómica espacial, un método de cuantificación del transcriptoma completo preservando la ubicación precisa de cada transcrito en las seccionesde tejido 1,2. Cuando se combinan con el campo de secuenciación de ARN unicelular (scRNA-seq), que madura rápidamente, los enfoques espaciales proporcionan una ruta eficiente para vincular firmas génicas con tipos celulares, estados y nichos específicos dentro de un tejido u órgano, enriqueciendo enormemente nuestra comprensión de los mecanismos de laenfermedad 3,4,5,6,7 . Se están desarrollando múltiples plataformas comerciales, como 10X Visium, NanoString GeoMx y CosMx, Slide-seq y DBiT-seq, cada una soportada por protocolos optimizados para tejidos blandos y altamente celulares como tumores y tejido cerebral. El sector está experimentando un crecimiento explosivo, con PubMed indexando aproximadamente 150 publicaciones en 2023, casi 300 en 2024 y en camino de superar las 500 en 2025. A pesar de este auge, la biología vascular sigue estando infrarrepresentada en comparación con el cáncer, la neurociencia y la inmunología.
Los tejidos duros o mineralizados, como huesos, cartílago, dientes y arterias o venas calcificadas y cargadas de placa, han resultado mucho menos flexibles. Los obstáculos técnicos son multifacéticos. En primer lugar, los tejidos con matrices minerales densas requieren quelación o eliminación basada en ácidos, tratamientos agresivos que pueden fragmentar el ARN y distorsionar la morfología tisular. En segundo lugar, los tejidos enfermos, ya sean lesionados o fibróticos, suelen contener pocas células vivas incrustadas en una abundante matriz extracelular (ECM), lo que reduce el rendimiento de transcritos y complica la normalización de datos. Además, los tejidos vasculares poseen una arquitectura delgada y concéntrica (íntima, media, adventitia) envuelta alrededor de un lumen hueco. El grosor limitado de la pared, especialmente la íntima de capa unicelular, hace que las áreas de captura puedan contener tejidos escasos, y las secciones pueden desgarrarse o desprenderse durante pasos de tinción e hibridación de varias horas. Como resultado, los estudios transcriptómicos espaciales del tejido vascular siguen siendo escasos, aunque las enfermedades cardiovasculares se sitúan consistentemente entre las principales causas de muerte y morbilidad grave a nivel mundial. Los artículos de protocolo que existen enfatizan abrumadoramente el procesamiento de datos, la visualización o plataformas distintas de NanoStringGeoMx 8,9,10,11,12,13. Entre estos artículos, pocos describen métodos de laboratorio para procesar arterias tibiales enfermas, un vaso clínicamente relevante en la enfermedad arterial periférica (EAP), especialmente en pacientes diabéticos que constituyen una proporción creciente de la población afectada.
Para cubrir esta carencia, presentamos un flujo de trabajo integral para arterias tibiales humanas calcificadas obtenidas de pacientes con EAP que fueron amputados. El protocolo abarca: (1) recorte y disección de tejidos inmediatamente después de la extracción en quirófano; (2) fijación y descalcificación adecuadas de tejidos que mantengan la integridad de la morfología tisular y el ARN; (3) construcción de microarrays tisulares (TMAs) que ahorran costes para minimizar los efectos en lotes; (4) hibridación in situ por ARNoscopio y tinción histológica de calcio para control de calidad; y (5) Estrategia de selección de la región de interés (ROI) diseñada específicamente para arterias tibiales calcificadas en la plataforma GeoMx Digital Spatial Profiler (DSP). Estos pasos incluyen todos los procedimientos previos a la recogida de muestras en el instrumento DSP, la preparación de la biblioteca, la secuenciación y el análisis de datos.
Aunque se han demostrado en la plataforma DSP referenciada, los principios pueden guiar la preparación tisular para 10X Visium u otras plataformas, y la metodología es fácilmente adaptable a lechos vasculares adicionales o modelos animales. Este protocolo puede adaptarse para tejidos de biobancos y post-mortem, pero su éxito depende críticamente de las condiciones de preservación, fijación y almacenamiento del tejido. Los tejidos deben fijarse inmediatamente después de la cosecha para minimizar el tiempo isquémico (idealmente en menos de 1 hora). Se recomienda el formal estándar al 10% de neutro tampón (NBF) durante al menos 16 horas a temperatura ambiente (RT). Los tejidos deben incrustarse rápidamente tras la fijación y no deben almacenarse en etanol durante más de 3 días. Los bloques de parafina fijada en formol (FFPE) procesados y almacenados bajo las condiciones recomendadas siguen siendo adecuados para el perfilado espacial durante aproximadamente 3 años, aunque la calidad del ARN disminuye con la edad del bloque. Por ello, se recomienda la evaluación de la calidad del ARN para muestras de baja celularidad, bloques almacenados durante 6 meses, muestras de biobanco y tejidos post-mortem. La calidad mínima aceptable del ARN depende del ensayo seleccionado, la selección del retorno de inversión, la resolución deseada y las recomendaciones de la instalación central. En la práctica, se recomienda aproximadamente entre 50 y 100 núcleos por segmento para obtener resultados robustos. La plataforma DSP soporta tanto FFPE como pañuelos frescos congelados. En este protocolo, nos centramos en los tejidos FFPE.
Aunque este estudio se centra en la transcriptómica espacial, se integra fácilmente con el scRNA-seq. Utilizando conjuntos de datos publicados de scRNA-seq y deconvolución espacial computacional, se pueden estimar proporciones de tipos celulares para cada punto espacial, y los estados celulares definidos por scRNA-seq pueden proyectarse sobre la arquitectura tisular. Al mantener tanto la estructura como la integridad del ARN, nuestro protocolo permite la validación posterior de células individuales o moléculas únicas, maximizando el conocimiento biológico de muestras vasculares valiosas y una adopción más amplia de la transcriptómica espacial en la investigación de biología vascular.