Investigadors del Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG), han desenvolupat una tècnica pionera que permet analitzar milions de cèl·lules individuals alhora usant plataformes d’imatge espacial d’última generació, sense necessitat de recórrer a la seqüenciació. Aquest nou mètode, publicat en la revista ‘Cell’, redueix el temps i el cost de l’anàlisi, alhora que multiplica el nombre de cèl·lules que es poden estudiar simultàniament, passant de milers a milions. Ofereix una alternativa accessible a laboratoris de recerca i farmacèutiques i proporciona informació clau per a millorar el diagnòstic, comprendre millor malalties complexes com el càncer i avançar cap a una medicina de precisió.
La nova metodologia és el resultat d’una feina conjunt del CNAG, el Sant Jude Children’s Research Hospital d’Estats Units, i la Universitat d’Adelaide, a Austràlia. El nom complet d’aquesta metodologia revolucionària és Single-Cell Transcriptomics Analysis and Multimodal Profiling throught Imaging (STAMP) i es basa en el procés d’”estampar” mostres líquides com si es tractés de teixit.
Una de les principals característiques del sistema és que permet estudiar les cèl·lules individuals amb procedències molt diverses, ja es trobin en mostres de sang (per exemple, biòpsies líquides), cèl·lules tumorals, cèl·lules mare embrionàries, i ja es tracti de les pròpies cèl·lules com només dels seus nuclis.
També planteja analitzar el transcriptoma (el conjunt d’ARN que reflecteix quins gens estan actius, o s’estan expressant) i el proteoma (les proteïnes que defineixen com funciona una cèl·lula), tant de manera independent com simultània.
Finalment, capta aquesta informació molecular a través d’imatges, utilitzant tecnologies de genòmica espacial, en lloc de seqüenciar les mostres, la qual cosa aporta a més informació sobre la forma i la morfologia cel·lular.
Medicina de precisió
Holger Heyn, líder del Grup de Genòmica de Cèl·lula Única al CNAG i un dels autors de l’estudi, ha assegurat que el nou sistema pot suposar “un canvi radical en la comprensió de malalties complexes com el càncer, els trastorns neurodegeneratius i les afeccions autoimmunes”. Ha detallat que en revelar canvis clau en la morfologia cel·lular, així com en els perfils d’ARN i proteïnes de milions de cèl·lules o centenars de mostres, pot ajudar a descobrir pistes ocultes sobre la biologia de les malalties i la resposta als tractaments que abans eren impossibles de detectar.
“Amb aquesta tecnologia, obrim la porta a avanços revolucionaris en medicina de precisió, que permeten desenvolupar diagnòstics i teràpies altament dirigides capaces de transformar els resultats clínics”, ha apuntat.
Una de les grans contribucions d’STAMP és fer que l’anàlisi de cèl·lula única sigui més ràpid i accessible per als laboratoris de recerca i la indústria farmacèutica. A més de reduir de manera notable els costos i el temps experimental, aquesta tècnica proporciona informació molecular clau que resultava difícil d’obtenir amb els mètodes tradicionals, com la identificació de poblacions cel·lulars extremadament rares, que seria el cas de les cèl·lules tumorals circulants (CTCs), fonamentals per a comprendre la metàstasi. STAMP també possibilita estudis a gran escala amb edició gènica o assajos de fàrmacs en models cel·lulars, així com anàlisis detallades del sistema immunitari —dades essencials per a entendre la biologia humana, millorar els diagnòsticsi accelerar el desenvolupament de novesteràpies.
Preparació pròpia de les mostres
Una altra de les innovacions d’STAMP es troba en el fet que en lloc d’aïllar les cèl·lules en microgotes, fixa i permeabilitza les cèl·lules en suspensió i les fixa a portaobjectes compatibles amb tècniques d’imatge, “estampant-les” en monocapes uniformes. Aquest enfocament permet analitzar cèl·lules de biòpsies líquides o cultius in vitro com si fossin segments de teixit, emprant instruments de genòmica espacial d’última generació.
“Aquestes tècniques basades en imatge ens permeten veure no sols què fan les cèl·lules en l’àmbit molecular, sinó també on estan, com són i amb quines altres cèl·lules interactuen”, ha explicat Anna Pascual, doctora, líder de l’equip de Genòmica Espacial al CNAG i primera autora de l’estudi. “Quan combinem el perfilat de cèl·lula única amb plataformes d’imatge d’alt rendiment, STAMP capta tant el funcionament intern com les propietats físiques de milions de cèl·lules en un únic experiment”, ha dit.
