Préparation de noyaux de cerveau et de moelle osseuse de haute qualité pour les dosages multiomes à noyau unique
22 décembre 2023
Le succès de la transcriptomique unicellulaire/mononoyau et de la multi-omique dépend en grande partie de la qualité des cellules/noyaux. Par conséquent, l’isolement des cellules/noyaux des tissus et leur purification doivent être hautement standardisés. Ce protocole décrit la préparation des noyaux du cerveau et de la moelle osseuse pour l’essai multiome à noyau unique en aval.
L’Unité de technologie de cytométrie et de biomarqueurs soutient des projets biomédicaux grâce à des technologies et des pipelines de pointe pour le phénotypage cellulaire et le profilage moléculaire avec une résolution de cellule unique. Dans ce contexte, nous utilisons différents outils d’analyse multiomique unicellulaire afin d’obtenir des informations sur l’expression et la régulation des gènes dans la santé et la maladie. La cytométrie en flux permet d’identifier et de sourcer les cellules individuelles en fonction de leurs caractéristiques uniques.
Parmi les avancées récentes, citons les trieurs spectraux à haut débit basés sur l’image, et ces technologies offrent une flexibilité dans la conception des panneaux, permettent l’utilisation simultanée de colorants similaires et la gestion de l’autofluorescence. L’un des principaux défis expérimentaux liés à l’utilisation de technologies unicellulaires de pointe consiste à travailler avec des populations cellulaires particulièrement fragiles ou rares. Chaque type de tissu ou de cellule doit faire l’objet d’une optimisation de protocole affinée afin d’obtenir suffisamment de cellules hautement viables qui se traduisent par des données de séquençage de haute qualité.
Notre protocole de préparation de noyaux uniques modifiés améliore la récupération des noyaux et minimise le stress sur les noyaux. Il est spécifiquement optimisé pour les tissus du cerveau et de la moelle osseuse et couvre toutes les étapes de la dissociation de l’échantillon à la purification des noyaux.
Aperçu
Cette étude porte sur l'optimisation de l'isolement de noyaux à partir de tissus cérébraux et de moelle osseuse en vue d'analyses multiomiques unicellulaires en aval. L'importance d'une extraction de haute qualité des noyaux est soulignée en raison de son impact sur les analyses de transcriptomique unicellulaire et de multiomique.
Composantes clés de l'étude
Domaine de recherche
- Transcriptomique unicellulaire
- Multi-omique
- Techniques d'isolement de noyaux
Contexte
- Le succès des analyses transcriptomiques dépend de la pureté et de la qualité des cellules ou des noyaux isolés.
- Les récents progrès en cytométrie en flux et dans les technologies d'imagerie améliorent les capacités de tri cellulaire.
- Une attention particulière est requise pour les populations cellulaires fragiles ou rares, ce qui nécessite des protocoles optimisés.
Méthodes utilisées
- Protocole modifié de préparation des noyaux pour les tissus cérébraux et de moelle osseuse
- Système de modèle murin
- Les techniques incluent la cytométrie en flux et le comptage automatisé des cellules
Résultats principaux
- Amélioration des taux de récupération des noyaux avec un stress minimisé durant la préparation.
- La pureté des noyaux cérébraux est passée de 36 % à près de 100 % après tri.
- Mise en place d'un protocole fiable pour préparer les noyaux en vue d'obtenir des données de séquençage de haute qualité.
Conclusions
- Cette étude démontre un protocole efficace pour isoler des noyaux de haute pureté à partir de tissus spécifiques.
- Les résultats ont des implications importantes pour améliorer les analyses multiomiques unicellulaires dans la recherche sur la santé et les maladies.
Questions fréquemment posées
Pertinence industrielle pour les cadres
La préparation de noyaux de haute qualité à partir du cerveau et de la moelle osseuse est fondamentale pour des essais multiomiques robustes au niveau des noyaux uniques, influant directement sur la fiabilité des profils transcriptomiques et épigénétiques en phase de découverte précoce. Des protocoles normalisés d'isolement des noyaux permettent une génération de données cohérente, renforçant la confiance prédictive et la réduction des incertitudes mécanistiques dans les études de tissus complexes. Cette capacité est essentielle pour faire progresser les modèles pertinents pour les maladies et accélérer les décisions stratégiques dans la recherche en neurobiologie et en hématologie.
Applications stratégiques en recherche et développement biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Permet l'analyse des états transcriptionnels et épigénétiques spécifiques aux types cellulaires dans des tissus complexes.
- Facilite la validation fonctionnelle des cibles en fournissant des noyaux de haute intégrité pour des lectures multiomiques.
- Permet une détection mécanistique des risques grâce à une préparation reproductible des échantillons et à une qualité élevée des données.
Développement de criblages et de tests
- Fournit des suspensions de noyaux validées, optimisées pour les protocoles multiomiques en aval de 10X Genomics.
- Améliore la reproductibilité et la standardisation des tests en réduisant la variabilité des échantillons.
- Permet la préparation à grande échelle de bibliothèques de noyaux pour le criblage à haut débit de composés ou d'agents de perturbation.
Recherche translationnelle et préclinique
- S'aligne sur des modèles de tissus pertinents pour la maladie afin de faciliter la découverte translationnelle de biomarqueurs.
- Assure la continuité du processus de découverte à la validation préclinique en préservant la qualité des noyaux au cours des expériences.
- Réduit le risque d'artéfacts techniques pouvant fausser l'interprétation des données précliniques.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce protocole de préparation des noyaux s'intègre à l'interface du traitement des tissus et du séquençage multiomique unicellulaire des noyaux, en soutenant les flux de travail depuis la découverte précoce jusqu'à la recherche préclinique.
- Biologie de la découverte : Fournit des noyaux de haute qualité pour les tests d'hypothèses et l'analyse de voies dans les tissus cérébraux et la moelle osseuse.
- Tri : Garantit la préparation et la reproductibilité des tests pour les plates-formes de profilage multiomique.
- Analytique : Fournit des métriques quantitatives sur la qualité des noyaux afin d'orienter l'analyse des données en aval et la comparaison des conditions.
- Recherche translationnelle : Facilite l'alignement des biomarqueurs et la fidélité des modèles de maladie en préservant l'intégrité des noyaux.
- Réutilisation en entreprise : Établit un protocole standardisé et réutilisable, adaptable à divers types de tissus et études.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Accroît la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté mécanistique dans les études multiomiques.
- Valeur opérationnelle : Améliore la standardisation, la reproductibilité et l'évolutivité des protocoles d'isolement de noyaux.
- Valeur stratégique : Améliore la qualité des décisions d'avancement ou d'abandon et l'efficacité du capital en garantissant des données fiables en entrée.
- Impact sur le portefeuille : Permet une priorisation et un développement ajustés au risque des programmes en neurobiologie et en hématologie.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en dissociation des tissus, isolement des noyaux et évaluation du contrôle qualité.
- Requiert un accès à la cytométrie en flux, au comptage automatisé des cellules et aux infrastructures de séquençage.
- Exige une standardisation entre équipes pour assurer la reproductibilité entre les études et les sites.
- Peut nécessiter une adaptation du protocole selon les types de tissus ou les espèces.
- Dépend du maintien de la viabilité et de l'intégrité des noyaux tout au long des étapes de traitement.
