Ce protocole détaille une méthodologie de détection multiplex de l’ARNm avec imagerie protéique par cytométrie de masse dans des coupes de tissus fixés au formol inclus dans la paraffine.
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Article de méthode
Ce protocole détaille une méthodologie de détection multiplex de l’ARNm avec imagerie protéique par cytométrie de masse dans des coupes de tissus fixés au formol inclus dans la paraffine.
La capacité de détecter les protéines et les ARNm dans le même test nous aide à comprendre comment la cellule se prépare à une arrivée et quels signaux elle reçoit lorsqu’elle se déplace et interagit dans l’environnement dans lequel elle se trouve. L’imagerie à haut plexage permet désormais de caractériser simultanément l’ARNm (transcriptomique spatiale) et les protéines (protéomique spatiale) résolus spatialement. Pour éviter la redondance, ces analytes peuvent être analysés en une seule coupe de tissu. Il existe de nombreuses technologies qui permettent de produire de nombreuses protéines et peu d’ARNm ou l’inverse, mais comme les analytes à action centrale sont des protéines, ce manuscrit se concentre sur l’intégration de la cytométrie de masse (IMC) d’imagerie protéique avec l’hybridation in situ de l’ARNm (ISH) à l’aide de sondes métalliques. Cela nous permet de comprendre quels messages la cellule amorce ou envoie rapidement dans le monde lorsqu’elle communique dans son microenvironnement. Il permet également de surmonter les limites liées à la détection de protéines sécrétées ou de marqueurs difficiles qui sont généralement difficiles à quantifier et à visualiser en utilisant uniquement des anticorps. Ce protocole minimise également le besoin de compensations ou de post-traitement observé dans les méthodes basées sur la fluorescence à plex supérieur, car il n’y a pas de débordement spectral fluorescent dans un système de détection basé sur une sonde métallique, ni de considérations d’autofluorescence spécifiques aux tissus.
Les cancers présentent des diversités structurelles et fonctionnelles chez divers patients. Le microenvironnement tumoral (TME), composé de cellules normales et malignes, est hétérogène entre les patients. Les métastases résultent de la fuite d’un résidu de la tumeur primaire dans la circulation sanguine sous forme de grappes de cellules et de cellules uniques, ce qui fournit des indices sur la progression de la maladie et la réponse thérapeutique 1,2. La complexité de ces microenvironnements doit être comprise1. Bien que les tumeurs comprennent de nombreux types de cellules, la norme clinique est histologiquement basée sur un seul marqueur, qui commence à changer 1,2. Les technologies d’imagerie multiplexée ont ouvert de nouvelles orientations en pathologie. La protéomique, la génomique, la métabolomique et la lipidomique spatialement résolues des cancers humains sont maintenant possibles à une résolution de cellule unique 3,4,5,6 ou presque.
Ces technologies peuvent disséquer les localisations cellulaires hétérogènes et les interactions dans les tumeurs. L’utilisation de la méthodologie appropriée de bioimagerie unicellulaire permet de générer des profils de nombreux biomarqueurs protéiques associés à la maladie dans les biopsies des patients afin d’éclairer la conception de traitements contre le cancer. Les informations fournies par les cartes cellulaires spatiales pourront guider le choix d’une thérapie combinée capable d’éliminer efficacement les cancers avec une réduction des hors cibles, de la résistance et de la rechute1. Le problème est la capacité d’organiser ces nombreuses technologies variées qui ne fonctionnent généralement pas en harmonie sur la même section de tissu7. Ce protocole, illustré visuellement à la figure 1, offre la possibilité d’examiner spatialement à la fois la protéomique et un sous-ensemble ciblé d’ARNm dans la même section de tissu et la même cellule simultanément à une plexité plus élevée que ce qui est possible avec simultanément protéine fluorescente + ARN-ISH8. Cela peut également servir de pont pour l’analyse parallèle 3,4,6, dans le but de déconvolutier l’analyse des données. Bien qu’il y ait une double détection, on peut également examiner des cellules qui ont rapidement initié la production d’ARNm, mais pour lesquelles la protéine sécrétée reste indétectable en raison de la sensibilité limitée et de l’absence d’amplification du signal inhérentes aux méthodes d’anticorps primaires directement marqués, ce qui rend la détection des molécules sécrétées particulièrement difficile. Le protocole suivant est adapté d’une détection fluorescente/chromogène 12-plex pour être applicable à la détection à base de métaux via des sondes modifiées à teneur réduite en thiols pour une détection simultanée en IMC.
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Ce protocole utilise des tissus fixés au formol et inclus dans de la paraffine (FFPE) prélevés chez des patientes non traitées auparavant subissant une chirurgie cytoréductrice primaire pour un carcinome séreux de l’ovaire de haut grade. Toutes les données cliniques ont été obtenues à partir du dépôt du Département d’oncologie gynécologique et de médecine de la reproduction selon des protocoles approuvés par le conseil d’examen institutionnel de l’Université du Texas MD Anderson. Le consentement éclairé écrit des patients a été obtenu, et les études ont été menées conformément aux directives éthiques reconnues.
1. Précautions et préparations
2. Préparation et prétraitement des échantillons
3. Traitement de la protéase
4. Hybridation des sondes cibles
5. Hybrider l’amplificateur ARN-ISH 1
6. Hybrider l’amplificateur RNA-ISH 2
7. Hybrider l’amplificateur RNA-ISH 3
8. Hybrider les oligos métalliques
9. Anticorps conjugués aux métaux
10. Incubation avec des anticorps conjugués au métal
11. Coloration de l’ADN
12. Acquisition d’images
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La capacité de détecter les protéines et les ARNm dans le même test nous aide à comprendre comment la cellule se prépare à une arrivée, mais aussi quelles files d’attente elle reçoit lorsqu’elle se déplace et interagit avec son environnement. Comme le montrent les données représentatives, la détection de l’ARNm et des protéines est un élément essentiel de la recherche en biologie spatiale, car les limites inférieures de détection peuvent être assez difficiles en fonction de la façon dont...
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La multi-omique multiplex est une évolution critique dans les données collectées, ciblant les interactions de cellule à cellule et de cellule à voisinage qui ont un impact sur la progression de la maladie et le traitement. L’analyse de ces données dans le même échantillon et donc dans la même cellule est essentielle, car de nombreuses cibles protéiques sont exprimées transitoirement, ou diffèrent en ARNm et en niveau d’expression protéique, ce qui permet une détection ciblée de l’ARNm co...
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Jared K. Burks est consultant pour Standard BioTools.
Cette recherche a été réalisée en collaboration avec la plateforme de cytométrie en flux et d’imagerie cellulaire, qui est soutenue en partie par les National Institutes of Health par le biais de la subvention P30 CA016672 du Centre de cancérologie de M. D. Anderson. Cette recherche a également été financée en partie par le MD Anderson’s Cancer Center’s Support Grant Development Award, Imaging Mass Cytometry Spatial Transcriptomics via RNAscope, P30CA016672, NIH/NCI, PI - Pisters. Les efforts du JKB ont été soutenus en partie par le P30 CA016672 et le spécialiste de la recherche du NCI 1 R50 CA243707-01A1. Les efforts de SFB ont été soutenus en partie par l’Alliance de recherche sur le cancer de l’ovaire (OCRA 811621 et 891490), la Fondation honorable Tina Brozman pour la recherche sur le cancer de l’ovaire, le programme de recherche sur le développement SPORE du cancer de l’ovaire MDACC, NIH 1R01CA261952-01A1. Les efforts de SFB, JKB et BG ont été soutenus en partie par la subvention 1U01CA294459-01. Les auteurs tiennent à remercier Samuel Mok, qui a sectionné et fourni les échantillons utilisés.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| ; https://www.protocols.io/view/oligonucleotide-polymer-conjugation-for-imaging-ma-dm6gpjz91gzp/v2. | Protocols.IO | dx.doi.org/10.17504/protocols.io.dm6gpjz91gzp/v2 | Conjugaison oligonucléotide-polymère pour imagerie de la cytométrie de masse V.2 ; |
| 10 TBS sans ARNSE | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | J62780. K7 | Pour les lavages intermittents entre les étapes |
| Système d’hybridation ACD HybEZ II | ACD Biotechne | 321711 | Four pour lames de mouchoir de cuisson |
| Diluant d’anticorps | Dako | S0809 ; | Tampon diluant anticorps |
| Anticorps : B7-H3 | Bethyl | A700-025CF, A700-026CF | Clone : BLR025F, BLR026F |
| Anticorps : B7-H4 | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | 14-5949-82 | Clone : H74 |
| Anticorps : BRD4(6F11) | Bethyl | A700-005CF | Clone : BL-151-6F11 |
| Anticorps : CCR6 | R& D | MAB195-100 | Clone : 53103 |
| Anticorps : CD11b | Abcam ; | ab209970 | Clone : EPR1344 |
| Anticorps : CD25 | Abcam ; | ab215378 | Clone : EPR6452 |
| Anticorps : CD278/ICOS | CST ; | 89601BF | Clone : D1K2T |
| Anticorps : CD31 | Abcam ; | ab207090 | Clone : EPR3094 |
| Anticorps : CD33 | Abcam ; | ab238784 | Clone : SP266 |
| Anticorps : CD3e & nbsp ; | CST | 85061BF | Clone : D7A6E |
| Anticorps : CD4 | Abcam | déc. 181724 | Clone : EPR6855 |
| Anticorps : CD44 | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | MA1-10225 | Clone : IM7 |
| Anticorps : CD45 | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | 14-9457-82 | Clone : CD45-2B11 |
| Anticorps : CD8a | CST ; | 85336BF | Clone : D8A8Y |
| Anticorps : CXCL13 | R& D | AF801 | Clone : Polyclonal |
| Anticorps : CXCR5 | R& D | MAB190-100 | Clone : CXCR5 |
| Anticorps : gamma-H2AX | Bethyl | A700-053CF | Clone : BLR053F |
| Anticorps : Granzyme B | Santa Cruz | SC-8022 X | Clone : 2C5 |
| Anticorps : KAP1 | Bethyl | A700-014CF | Clone : BL-248-2G6 |
| Anticorps : Ki67 | Bethyl | A700-021CF | Clone : BLR021E |
| Anticorps : LCK & nbsp ; | CST | 2984BF | Clone : D88 |
| Anticorps : MFAP5 | N/A | N/A | PMID : 31332047 / Clone : 130A ; (Note : conçu sur mesure) ; |
| Anticorps : AMS | CST | 56856BF | Clone : 1A4 |
| Anticorps : VEGF | STB-Fluidigm | 3163028D | Clone : G153-494 |
| Anticorps : VISTA | CST | 64953BF | Clone : D1L2G |
| AZ-AR1 Elegance Citra ; | BioGeneX | HK546-XAK | Tampon de récupération d’antigènes |
| Alcool éthylique 100 % (200 degrés) | Pharmco | 111000200 | Pour la déparaffinisation |
| EZ & ndash ; Retriever IR | BioGeneX | MW016-IR | Système de prélèvement antigénique pour les sections tissulaires FFPE |
| Système d’hybridation HybEZ II | ACD Biotechne | 321710 | Le système comprend : four HybEZ (PN 321710/321720), un plateau de contrôle d’humidité (PN 310012), et du papier humidificateur HybEZ (2 feuilles PN 310025), un bac de lavage EZ Batch (PN 321717), un porte-culasse EZ Batch (PN 321716) |
| Stylo PAP barrière hydrophobe ImmEdge & nbsp ; | VectorLabs | H-4000 | Enclos barrières hydrophobes |
| Solution intercalateur IR | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | NC1038184 | Utilisé pour identifier les cellules nucléées |
| KERATIN 18/08 | CST ; | 4546BF | Clone : C51 |
| Metal Oligos | Divers | Divers | Une vigne métallique allant de T1 à T12 selon ce qui est nécessaire |
| Eau sans nucléase (NFW) | Corning ; | 46-000-CM ; | Nettoyer et préparer tout le matériel, et utiliser comme diluant lorsque nécessaire |
| RNAscope Protéase Plus & nbsp ; | ACD Biotechne | 322331 ; | Utilisé pour perméabiliser les membranes cellulaires des échantillons |
| Porte-lames RNAscope EZ-Batch | ACD Biotechne | 310017 | Conçu pour traiter manuellement en lot jusqu’à 20 lames efficacement |
| RNAscope HiPlex12 Reagents Kit v2 ; | ACD Biotechne | 324409 | Réactifs pour RNAScope |
| Sonde RNAscope HiPlex - Sondes cibles | ACD Biotechne | Divers | Plage de T1 à T12 selon laquelle est nécessaire |
| Solution de décontamination RNaseZap RNase | Thermo Fisher Scientific | AM9782 | Une solution de décontamination de surface qui détruit les RNases |
| Porte-lames pour microscope à rack de teinture Plastique résistant aux produits chimiques 24 places | Optimal Scientific | 3028 | Pour la teinture de plusieurs lames |
| Préadolescent 20 | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | AAJ20605AP | Pour les lavages intermittents entre les étapes |
| Bloc protéique ultravision | Thermo Fisher Scientific & nbsp ; | TA125PBQ | Tampon de blocage |
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