$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Przepływ pracy Bex-Plex integruje iteracyjną platformę barwienia białek, IBEX, z hybrydyzacją in situ RNAscope, aby umożliwić jednoczesne wykrywanie białek i transkryptów RNA na poziomie pojedynczych komórek. Głównym celem tego protokołu jest zapewnienie powtarzalnej metody zintegrowanej analizy przestrzennej ekspresji białek i RNA w całych tkankach. Możliwość pomiaru zarówno ekspresji białek, jak i RNA w tej samej tkance, wcześniej stanowiła wyzwania techniczne: wysokie koszty, skomplikowane kroki odbicia antygenu, ograniczona zdolność multiplexu, ograniczenia rozdzielcze (nie na poziomie pojedynczych komórek), nieliniowe wzmacnianie sygnału i rozległe biblioteki bioinformatyczne do przetwarzania wtórnego 17,18,19. W porównaniu z istniejącymi podejściami, takimi jak multiplexowa immunofluorescencja, barwienie OPAL/TSA i platformy sekwencji przestrzennych, Bex-Plex umożliwia powtarzalne, ilościowe i wielobarwne jednoczesne wykrywanie przy zachowaniu kontekstu przestrzennego i morfologii jąder dla dokładnego dopasowania obrazu. Ponadto, Bex-Plex można wykonać w standardowym środowisku laboratoryjnym i generuje dane na poziomie pojedynczych komórek, które są łatwe do przetworzenia. Wykorzystanie tego protokołu do uzyskania kompleksowego zrozumienia interakcji między komórkami w różnych kontekstach tkankowych, takich jak w mikrośrodowisku nowotworowym, będzie niezbędne dla opracowania bardziej skutecznych terapii immunologicznych i poprawy wyników leczenia pacjentów w różnych stanach chorobowych.
Nasza metoda jest wykonywana na tkankach utrwalonych, osadzonych w OCT i przebiega zgodnie ze standardowym przepływem pracy IBEX bez modyfikacji, a następnie lekko zmodyfikowanym protokołem RNAscope HiPlex. Kluczowa różnica polega na etapie odbicia docelowego na początku przepływu pracy hybrydyzacji RNA: zamiast zalecanej przez producenta temperatury 99°C przez 5 min, odbicie jest wykonywane w 60°C przez 1 godzinę. Ta zmiana zachowuje architekturę jądra, co jest niezbędne do dokładnego dopasowania obrazów między cyklami białek i RNA. Krytycznymi krokami tego protokołu są utrzymanie spójnej temperatury odbicia docelowego, wydajne blaknięcie fluoroforów za pomocą LiBH₄ i minimalizowanie degradacji RNA poprzez szybką obróbkę i stosowanie środków bez RNAzy. Najważniejsze jest zapewnienie użycia nagrzane wcześniej środków do odbicia docelowego w temperaturze 60°C; nieprzestrzeganie tego może powodować puchnięcie jąder nawet przy zmienionym etapie inkubacji.
Chociaż wykazano, że 15 minut inkubacji z LiBH4 jest wystarczających, aby wyłączyć wiele powszechnie stosowanych fluoroforów, zaleca się indywidualne zweryfikowanie tego procesu dla każdego cyklu białek przed uruchomieniem całego protokołu Bex-Plex. W początkowych publikacjach IBEX dobrze scharakteryzowano, że nie wszystkie flurofory kompatybilne z IBEX są równie łatwo blaknięte12. Ponadto nasze laboratorium zaobserwowało, że niektóre markery strukturalne o dużej obfitości, takie jak wimentyna, mogą wymagać dłuższego czasu blaknięcia. Potwierdzenie, że fluorofor i markery używane w połączeniu będą odpowiednio blaknięte, powinno zapobiec pozostałościom sygnału w kolejnych cyklach białek i RNA. Strona społeczności IBEX ma doskonałe zasoby do projektowania paneli kompatybilnych z IBEX i jest specjalnie przeznaczona, aby zmniejszyć obciążenie nowych użytkowników poprzez wskazanie skuteczności przeciwciał i czasów blaknięcia fluoroforów20. Co więcej, iteracyjne barwienie i blaknięcie nie powinny wpływać na jakość transkryptów RNA, jednak ważne jest, aby zakończyć cykle białek tak szybko, jak to możliwe i używać środków bez RNAzy, aby zminimalizować degradację RNA, która może nastąpić z czasem. Nieprzestrzeganie tego może wpłynąć na hybrydyzację sond i prowadzić do zmniejszenia sygnału dla dowolnych wykonanych cykli RNAscope, szczególnie dla transkryptów o niskiej obfitości. Typowe problemy, które pojawiają się podczas protokołu, obejmują słaby sygnał RNA, niekompletne blaknięcie fluoroforów i niedopasowanie między cyklami obrażowania, które można zminimalizować poprzez optymalizację warunków barwienia i parametrów obrażowania.
Należy ograniczyć czas między wykonywaniem barwienia białek a hybrydyzacją sond RNA do mniej niż 5 dni. Podczas wykonywania Bex-Plex na wielu slajdów, zaleca się przetwarzanie jednego slajdu na raz, aby zmniejszyć zmienność w degradacji RNA. Podobnie ogranicz czas między hybrydyzacją sond a obrażowaniem. Chociaż pomyślnie obrażaliśmy do 3 dni po amplifikacji, dłuższe przechowywanie nie jest zalecane. Jeśli po wielu cyklach barwienia lub hybrydyzacji stwierdzi się zmniejszenie sygnału, może być konieczne zwiększenie szybkości w całym protokole. Idealnie zalecamy pracować tak szybko, jak to możliwe, ponieważ opóźnienia zmniejszają integralność RNA i mogą osłabić amplifikację. Inne podejścia obejmują zmniejszenie liczby wykonywanych cykli białek, aby łatwiej pasowały one do ograniczeń czasowych protokołu, lub zmianę projektu panelu sond RNA, aby obejmował bardziej obfite docelne transkrypty. Przed połączeniem IBEX i