As tecnologias espaço-ômicas revolucionaram o estudo da heterogeneidade celular do tecido, permitindo a quantificação simultânea de múltiplos alvos, DNA (genômica), RNA (transcriptômica), metabólitos (metabolômica) ou proteína (proteômica)1. A resolução desses diferentes ensaios geralmente varia, fornecendo diferentes limitações ao medir analitos, seja com maior esparsidade ao medir uma única célula 2,3 ou contexto espacial nativo4. Em contraste, métodos em massa, como o sequenciamento de RNA, fornecem apenas expressão gênica média em amostras inteiras e heterogeneidade celular obscura2, ou sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) 2 , 3 , que requer dissociação de tecido para sequenciamento de célula única, geralmente requer filtragem. Portanto, esses métodos excluem células grandes e agregados, enquanto os métodos de bioinformática tentam remover fragmentos e dublês, os quais induzem vieses 5,6,7. A transcriptômica espacial retém a arquitetura do tecido, fornecendo informações críticas sobre a organização e as interações celulares. A maioria dos métodos de sequenciamento espacial não direcionado não possui resolução de célula única, exigindo assim a deconvolução de áreas de captura espacial que contenham de 10 a 100 células 8,9,10. No entanto, na última década, a transcriptômica espacial ultrapassou as necessidades desses métodos, pois houve avanços na resolução, maiores áreas de captura e integração de abordagens multiômicas, seja usando estratégia experimental ou novas técnicas 1,11,12.
Resolução Espacial Aprimorada O sequenciamento ômico (Stereo-seq) fornece resolução em nanoescala (500 nm) e uma área de captura em escala centimétrica, com captura transcriptômica total independente de espécie, permitindo a captura de RNA13 codificante, não codificante e não hospedeiro. Este método é atualmente a resolução mais alta para transcriptômica espacial e tem opções para fornecer os maiores campos de visão. No entanto, esse método tem algumas limitações notáveis, incluindo requisitos de tempo e mão de obra de cerca de 15 horas, abrangendo 4 dias para concluir as bibliotecas prontas para sequenciamento. Em comparação, outras tecnologias transcriptômicas espaciais baseadas em sequenciamento, como transcriptômica espacial baseada em sonda, transcriptômica espacial baseada em matriz de captura poliA, Slide-seq e código de barras determinístico em tecido para sequenciamento ômico espacial (DBiT-seq) normalmente requerem 5 a 8 h de tempo prático durante 2 a 3 dias (Tabela 1). Para muitos pesquisadores, esses avanços superam os desafios técnicos e são ideais para a construção de atlas espaciais transcriptômicos completos para estudar a progressão da doença nos níveis celular e subcelular, particularmente se em camadas com outras tecnologias1.
O protocolo Stereo-seq tem possibilidades além da transcriptômica tradicional de mRNA, que depende de sondas poli-T para capturar transcritos de mRNA poliadenilados. Esses métodos podem ser modificados adicionando poliadenilação a tecidos frescos14 ou sondas específicas da espécie para conjuntos de genes predefinidos15 para análise de expressão espacial. Em vez disso, o Stereo-seq usa sondas de nucleotídeos aleatórios para selecionar diversos RNAs, independentemente da espécie, incluindo RNAs microbianos, RNAs fúngicos, RNAs virais e RNAs não poliadenilados, como RNAs intensificadores, RNAs circulares e RNAs longos não codificantes (lncRNAs) 16 . Teoricamente, é possível capturar RNAs menores ou elementos reparadores, como pequenos RNAs interferentes (siRNAs), microRNAs (miRNAs) e transposons17. No entanto, atualmente a bioinformática e o mapeamento desses RNAs permanecem desafiadores e muitas vezes são filtrados durante o alinhamento inicial, que normalmente usa um corte de 30 pb.
Aqui está um protocolo detalhado, com nossas modificações para a captura aleatória de nucleotídeos de um fabricante em chips de nanobolas de DNA (DNB) para garantir uma melhor compreensão e manuseio de um protocolo Stereo-seq ilustrado na Figura 1. Este protocolo inclui estratégias para biólogos moleculares para testar novos tecidos FFPE em Stereo-seq com captura aleatória de nucleotídeos para produzir rendimentos mais consistentes e mais altos a partir de amostras arquivadas e tecidos adiposos de qualidade inferior. O protocolo descrito é otimizado para amostras FFPE da maioria dos órgãos, independentemente da espécie de origem. No entanto, este protocolo não inclui modificações atuais necessárias para lidar com tecidos difíceis, como a medula óssea, que requerem descalcificação.