$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Достижения в методах мультиплексирования продолжают предоставлять лучшие инструменты характеристики для мишеней, присутствующих в опухолях. Микроокружение опухоли (TME) представляет собой сложную систему опухолевых клеток, инфильтрирующих иммунные клетки и стромы, где пространственная информация имеет решающее значение для лучшего понимания и интерпретации механизмов взаимодействия между биомаркерами, представляющими интерес1. С помощью новых методов, таких как GeoMx Digital Spatial Profiler (DSP) и 10x Visium, несколько целей могут быть обнаружены и количественно определены одновременно в их пространственном контексте. Использование протоколов иммунофлуоресценции, которые облегчают визуализацию тканей, может еще больше улучшить возможности пространственного профилирования этих технологий.
Технология пространственной омики, на которой мы сосредоточились для разработки этого метода, состоит из пространственной протеомики и транскриптомики, где олигонуклеотиды прикрепляются к антителам или РНК-зондам через УФ-чувствительный фоторасщепляющийся линкер. Гистологические слайды маркируются этими олигоконъюгированными антителами или зондами, а затем визуализируются на платформе пространственного профилирования. Далее для освещения подбираются ROИ разных размеров и форм, а фоторасщепленные олигонуклеотиды аспирируются и собираются в 96-луночную пластину. Фоторасщепленные олигонуклеотиды готовятся к количественной оценке либо с помощью системы Nanostring nCounter, либо с помощью секвенирования следующего поколения (NGS)2,3 (рисунок 1)4,5.
Распределение клеток варьируется внутри тканей, и способность характеризовать конкретные местоположения клеток с использованием выбранных маркеров и различных размеров ROI имеет большое значение для полного понимания тканевой среды и выявления конкретных особенностей. В технологии Spatial Omics, упомянутой здесь, стандартный протокол визуализации использует непосредственно сопряженные антитела и является ручным протоколом. Стандартными маркерами для различения опухоли и стромы являются панцитокератин (panCK) и CD45 6,7, но дополнительные маркеры необходимы для нацеливания на конкретные клеточные популяции, представляющие интерес. Кроме того, использование непосредственно конъюгированных флуоресцентных антител не сопровождается амплификацией, что ограничивает отбор антител обильными маркерами. Кроме того, ручные анализы подвержены большей изменчивости, чем автоматизированные рабочие процессы8. Поэтому желательно иметь настраиваемый, автоматизированный и усиленный протокол визуализации для выбора ROI.
Здесь исследование показывает, что для пространственных протеомических анализов технология TSA может использоваться для протоколов визуализации на автоматизированной платформе, что приводит к более целенаправленному и стандартизированному анализу. Кроме того, анализы на основе TSA позволяют использовать маркеры с низкой экспрессией, увеличивая диапазон целей, которые могут быть выбраны для визуализации. 3-плексный анализ для panCK, FAP и Antibody X был разработан с использованием автоматизированной платформы, где panCK и FAP использовались для дифференциации опухоли и стромы соответственно. Антитело X является стромальным белком, часто встречающимся в опухолях, но его биология и влияние на противоопухолевый иммунитет до конца не изучены. Характеристика иммунного контекста в областях, богатых антителом X, может прояснить его роль в противоопухолевом иммунитете и терапевтическом ответе, а также его потенциал в качестве лекарственной мишени.
В то время как индивидуальные автоматизированные панели визуализации TSA оказались успешными для пространственных протеомических анализов, применение этих анализов для пространственных транскриптомических анализов не может быть подтверждено. Это, скорее всего, связано с реагентами и протоколом, используемым для автоматизированных протоколов визуализации, которые, по-видимому, ставят под угрозу целостность РНК. Признание того, что автоматизированный протокол маркировки для маркеров визуализации может использоваться для пространственных протеомических анализов, но не для пространственных транскриптомических анализов, дает важное руководство по проектированию технологических анализов пространственной омики.
Кроме того, исследование показывает, что анализ пространственной транскриптомики может быть использован для профилирования целей в областях диаметром до 50 мкм или примерно 15 клеток. Были выбраны два ROI разного размера для проверки способности анализа также обнаруживать транскрипты в небольших ROI. Для каждой интересующей области олиго, соответствующие мишеням 1 800 мРНК, были собраны и превращены в библиотеки в соответствии с протоколом платформы пространственного профилирования. Библиотеки индексировались по отдельности, впоследствии объединялись в пул и секвенировались. Это позволило оценить как эффективность объединения, так и способность идентифицировать конкретные популяции клеток в небольших ROI.
В данной работе показано, что для пространственных протеомических анализов автоматизированный протокол для управления выбором ROI по конкретным маркерам, представляющим интерес, может быть использован для избирательного нацеливания на опрос соответствующих областей ткани и характеристики пространственной среды ткани. Кроме того, мы демонстрируем, что меньшие ROI могут быть использованы для пространственных транскриптомных анализов для обнаружения и характеристики конкретных клеточных популяций.