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A reação em cadeia da polimerase em tempo real (RT-PCR) é o padrão ouro para análise de expressão gênica devido à sua alta sensibilidade e ampla faixa dinâmica; no entanto, requer RNA extraído de tecidos homogeneizados, resultando na perda do contexto espaciale celular 1. Essa limitação é particularmente problemática para tecidos heterogêneos, como os tecidos craniofaciais durante o desenvolvimento embrionário, onde a fonte celular dos transcritos detectados não pode ser resolvida. A hibridização in situ de RNA (ISH), uma técnica pioneira em 1968 por Joseph Gall e Mary Lou Pardue, supera essa limitação ao permitir a localização da expressão de mRNA dentro da arquitetura tecidularintacta 2. No entanto, o RNA convencional ISH é tecnicamente exigente e altamente dependente da fixação ótima do tecido e preparação da amostra para preservar a integridade doRNA 3. Esses desafios se agravam em tecidos altamente calcificados, que exigem procedimentos de descalcificação que frequentemente envolvem produtos químicos agressivos ou processamento prolongado, levando à degradação do RNA. Consequentemente, o RNA ISH nos tecidos craniofaciais, que compreendem misturas complexas de tipos celulares, requer otimização cuidadosa e expertise técnica, é demorado e apresenta um risco substancial de coloração subótima. O desafio de visualizar a expressão do mRNA é ainda mais pronunciado nos tecidos dentários, que possuem uma estrutura e composição altamente complexas. Os dentes são compostos por componentes mineralizados como esmalte, dentina, cémulo e osso ao redor, além de tecidos mais macios, incluindo a polpa e o ligamento periodontal. Esses tecidos são povoados por uma variedade diversa de tipos celulares que desempenham papéis cruciais no desenvolvimentodentário 4. Essas características exigem padronização cuidadosa para garantir detecção confiável de sinais. Como resultado, o protocolo descrito é particularmente adequado para investigar a expressão gênica durante as etapas de desenvolvimento e pós-natais da formação dentária.
Existem técnicas de hibridização in situ (FISH) por fluorescência múltipla para detecção espacial de RNA, incluindo RNA amplificado baseado em sondaFISH 5,6,7,8,9, reação em cadeia de hibridaçãoFISH 6, RNA de molécula únicaFISH 10, amplificação de sinal por reação de trocaFISH 5 e plataformas FISH altamente multiplexadas como MERFISH11 eseqFISH 12.13. Entre estes, o RNA fluorescente multiplexISH 7,8,9 é amplamente utilizado devido à sua alta sensibilidade na detecção de uma única molécula de RNA resultante do design de sonda dupla Z, no qual duas sondas adjacentes precisam hibridizar com a sequência alvo para iniciar a amplificação do sinal. Esse design de reconhecimento duplo melhora muito a especificidade e reduz o sinal fora do alvo. O método suporta a detecção multiplex de 2 a 4 alvos (expansíveis até 12 ou mais alvos usando técnicas semelhantes), preserva a morfologia dos tecidos e é compatível com tecidos com parafina fixada em formalina (FFPE)7,8,9, frescos congelados e tecidos calcificados selecionados, tornando-o adequado para amostras complexas como as encontradas no desenvolvimento craniofacial e odontológico. O método é padronizado, reproduzível, apoiado por bibliotecas de sondagens bem estabelecidas e amplamente validado, garantindo resultados acessíveis e confiáveis em diversos laboratórios.
O ISH de RNA fluorescente multiplex utiliza múltiplas sondas direcionadas a regiões distintas do mesmo transcrito, combinadas com amplificação aprimorada do sinal, permitindo detecção altamente sensível e específica mesmo para mRNAs de baixa abundância ou parcialmentedegradados 14,15. Embora o RNA fluorescente multiplexado tenha sido aplicado com sucesso em amostras ósseasdescalcificadas 16, e seu uso em tecidos craniofaciais complexos já foirelatado anteriormente 7,8,9; no entanto, um protocolo detalhado passo a passo que descreva sua aplicação nesse contexto ainda não foi divulgado.
As estruturas craniofaciais compreendem arquiteturas teciduais intrincadas com diversos tipos celulares, incluindo osteoblastos, osteoclastos, osteócitos, ameloblastos, odontoblastos, fibroblastos, células-tronco, células imunológicas, vasculaturas e neurônios sensoriais, cujas interações espacialmente coordenadas são essenciais para a formação, função, regeneração e proteção imunológicados tecidos 4. Estudar expressões gênicas localizadas nesses tecidos é, portanto, fundamental, e o ISH de RNA fluorescente multiplex representa uma abordagem líder para tais análises.
Neste estudo, descrevemos como o RNA ISH fluorescente multiplexado baseado em sondas e tecnologia de RNAscópio poderia ser aplicado para estudar tecidos craniofaciais complexos (Figura 1). Além disso, estabelecemos um fluxo de trabalho otimizado de seccionamento FFPE que preserva a integridade do RNA e possibilita uma análise de expressão gênica de alta qualidade e espacialmente resolvida.