El análisis del perfil de expresión genética de secciones histológicas es el pilar en investigaciones biomédicas y diagnóstico. El transcriptoma de tejidos era típicamente estudiado mediante RNA-Seq a partir de homogeneizados de biopsias, por lo que se perdía la información espacial. El estudio espacial de los distintos niveles de expresión genética es la llave para comprender la funcionalidad tisular y los posibles cambios patológicos.
La solución Visium Spatial Gene Expression de 10x Genomics ofrece un análisis del ARNm total en secciones tisulares intactas en su contexto morfológico. Una vista previamente inaccesible de la biología de los tejidos.
La técnica Visium Spatial Gene Expression consiste en mapear la expresión de genes de tejidos complejos utilizando slides con secuencias PoliA y la novedosa tecnología Barcode para la preparación de bibliotecas.
Para ello, el tejido congelado se secciona y se coloca en una de las cuatro áreas del slide. Cada una de estas áreas contiene múltiples spots, cada uno de los cuales a su vez presenta millones de oligonucleótidos de captura que consisten en una secuencia Poli A junto con secuencias barcodes únicas para cada spot. Las secciones de tejido se fijan y tiñen utilizando métodos estándar incluyendo la tinción con hematoxilina y eosina (H&E) para visualizar los tejidos. Las recomendaciones de microscopio se pueden encontrar en el documento Visium Spatial Gene Expression Imaging Guidelines. Una vez que las secciones de tejido han sido fijadas, teñidas y permeabilizadas, estos tejidos liberan moléculas de ARNm las cuales se unen a las secuencias de captura PoliA. A partir estas moléculas de ARNm capturadas se genera una librería de cDNA que incorpora los barcodes específicos de cada spot preservando la información espacial del tejido. Las bibliotecas de cDNA marcadas con las secuencias barcodes correspondientes se asignan de nuevo al lugar específico en el área de captura, mediante la herramienta de análisis de datos Space Ranger. Estos datos de expresión genética se superponen posteriormente sobre una imagen de microscopio de alta resolución de la sección del tejido, lo que permite visualizar la expresión de cualquier ARNm dentro de la morfología del tejido.
10x Genomics ha diseñado un software denominado Loupe Browser con el objetivo de visualizar y analizar los datos generados por la técnica Visium Spatial Gene Expression. Esta herramienta permite elegir cualquier gen de interés y estudiar su nivel de expresión en diferentes puntos del tejido seccionado. Dado que todos los ARNm son capturados por la secuencia PoliA, el estudio no está limitado a visualizar un solo gen, sino que se puede elegir cualquier grupo de genes en cualquier combinación para visualizarlos y analizarlos juntos. El software Loupe Browser permite combinar la imagen obtenida mediante microscopia y los datos de expresión genética. Los colores representan los diferentes clusters identificados por los diferentes niveles de expresión genética (Figura 1). Por otro lado, Loupe Browser genera una tabla con los diferentes genes y su nivel de expresión en cada uno de los clusters. Al colocar el puntero sobre el nombre de un gen dentro de esta tabla, los puntos en la imagen del tejido se resaltan con mayor o menor intensidad dependiendo del nivel de expresión de ese gen. Así mismo, dentro de cada gen, al colocar el puntero sobre un valor de expresión dentro de la tabla, se puede observar la expresión de un gen específico con las manchas de un grupo individual resaltado.
El protocolo de la técnica Visium Spatial Gene Expression es fácilmente adaptable dentro de la infraestructura de laboratorio existente, esta solución permite la visualización resuelta espacialmente de la expresión genética en una amplia variedad de tejidos, sin la necesidad de una preselección objetivo. Utilice la herramienta que 10x Genomics ha diseñado para analizar los datos, el software Space Ranger y el software de visualización Loupe Browser para superponer datos de expresión génica en imágenes teñidas con el método H&E.
Gracias a la solución Visium Spatial Gene Expression de 10x Genomics:
• Obtendrá perfiles de expresión génica de alto rendimiento en una amplia variedad de tipos de muestra.
• Obtendrá una visión completa de la complejidad de cualquier alteración o enfermedad de interés, mapeando y localizando dónde se está produciendo toda la actividad genética del tejido.
• Sin necesidad de disociar el tejido en una suspensión celular para el estudio de la expresión genética de la muestra.
La solución Visium Spatial Gene Expression presenta las siguientes características de ensayo que permiten conocer y analizar el transcriptoma de un tejido manteniendo su morfología:
• 5000 spots que contienen cientos de millones de oligonucleótidos para capturar ARNm.
• Alta sensibilidad.
• Flujo de trabajo de preparación de bibliotecas y tejidos simple de tan solo un único día de trabajo.
• 1–10 células capturadas en promedio por spot dependiendo del tipo de tejido.
• Validado en muestras de tejido fresco congelado.
• Todos los slides y reactivos incluidos.
• Fácilmente adaptable dentro de la infraestructura de laboratorio existente, y además ¡no necesita un nuevo instrumento!
El cáncer es una alteración muy dinámica y complicada que ha desafiado a los investigadores a emplear métodos cada vez más sofisticados para estudiar dicha alteración. Las soluciones de vanguardia que 10x Genomics ofrece a los investigadores, como la solución Visium Spatial Gene Expression, abren nuevos caminos para lograr entender y profundizar en el mecanismo molecular que se esconde bajo la alteración del cáncer.
La solución Visium Spatial Gene Expression permite que los invetigadores puedan definir la heterogeneidad espacial dentro de un tumor. La caracterización espacial de la expresión genética en el microambiente tumoral puede ayudar a descubrir la influencia del microambiente sobre la progresión del cáncer y su posible respuesta terapéutica.
Otro campo en el que la solución de 10x Genomics, Visium Spatial Gene Expression, resulta ser una potente herramienta es el campo de la neurociencia. 10x Genomics da la posibilidad a los neurocientíficos de potenciar sus estudios y entender los mecanismos moleculares y celulares subyacentes tanto en una patología neuronal como en el funcionamiento correcto del mismo.
Gracias a la solución Visium Spatial Gene Expression de 10x Genomics se puede estudiar el patrón de expresión genética en los diferentes puntos neuronales; así como los cambios celulares y moleculares implicados en el desarrollo neuronal y sus posibles alteraciones.