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Profileur spatial numérique (DSP) GeoMx®

Le logiciel d’analyse de données de GeoMx DSP permet de visualiser et d’interpréter facilement les données. Des images haute résolution peuvent être affichées à côté des données de profilage quantitatif, ce qui permet d’interagir avec l’un ou l’autre ensemble de données en temps réel.

Comment fonctionne GeoMx DSP ?

Le test repose sur des sondes d’ARN couplées à des marqueurs d’oligonucléotides photoclivables. Après hybridation des sondes sur des coupes de tissu fixées au formol et noyées en paraffine (FFPE) montées sur lame, les marqueurs d’oligonucléotides sont libérés à partir de régions discrètes et choisies du tissu via l’exposition aux UV. Les marqueurs libérés sont quantifiés à l’aide du RNAseq ou d’un test nCounter standard, et les comptes sont cartographiés jusqu’à l’emplacement des tissus, ce qui permet d’obtenir un profil numérique spatialement résolu de l’abondance de l’analyte.1

Étapes 1. Coloration 2. Sélectionnez ROI 3. Clivage par UV 4. Collecter et distribuer 5. Le comptage est présenté de manière chronologique. Il y a des illustrations du processus


Applications de GeoMx DSP2

  • Découvrez des biomarqueurs qui prédisent la réponse thérapeutique
  • Profiler des régions ou des types de cellules distincts au sein du microenvironnement tumoral
  • Découvrez le mécanisme d’action d’un médicament
  • Explorer quels gènes sont affectés par un médicament dans des composants spécifiques d’un tissu
  • Révéler les sous-types moléculaires des maladies
  • Comprendre les mécanismes et la progression de la maladie
  • Étudier des modèles précliniques

Coup de projecteur technique

Explorer l’hétérogénéité tissulaire grâce au profilage transcriptomique spatial

Dans le but de comprendre et d’améliorer la réponse immunitaire antitumorale dans le microenvironnement tumoral, nous avons utilisé la plateforme DSP GeoMx® pour examiner les effets du traitement anti-mPD-1 sur les cellules immunitaires CD45+ et les cellules tumorales PanCK+ au sein du modèle de carcinome du côlon murin MC38-NCI.TD1 sous-cutané (SC).

Explorer l’hétérogénéité tissulaire grâce au profilage transcriptomique spatial

Le marqueur morphologique coloré de la coupe tumorale MC38-NCI.TD1 montre les régions d’intérêt segmentées en zones d’éclairage (AOI) contenant des cellules immunitaires CD45+ à proximité de cellules tumorales exprimant PanCK à un niveau élevé ou faible. Les graphiques volcaniques montrent la modulation transcriptomique de ces AOI dans le contrôle isotype et le traitement par anticorps anti-mPD-1 des tumeurs MC38-NCI.TD1.

Avantages du DSP GeoMx

Résolution spatiale

Fournit des informations spatiales à haute résolution, permettant aux chercheurs d’analyser les modèles d’expression génique aux niveaux cellulaire et subcellulaire dans des tissus complexes. Ce contexte spatial est essentiel pour comprendre l’organisation fonctionnelle et les interactions entre les différents types de cellules.

Analyse multiplexée

Prend en charge l’analyse multiplexée, permettant la mesure simultanée de jusqu’à 21 000 cibles d’ARN. Cette efficacité permet non seulement d’économiser du temps et des ressources, mais fournit également une vue plus complète du paysage moléculaire, facilitant une compréhension holistique des modèles d’expression génique.

Hétérogénéité cellulaire

Contrairement à l’analyse de l’ARN en vrac, GeoMx DSP permet l’identification et le profilage de types de cellules individuelles au sein d’un échantillon de tissu. Ceci est particulièrement précieux dans les tissus hétérogènes comme les tumeurs, où la compréhension des modèles d’expression spécifiques de différentes populations cellulaires est essentielle pour la médecine de précision et la découverte de biomarqueurs.

Compatibilité avec les technologies existantes

Conçu pour être compatible avec d’autres techniques d’analyse moléculaire, y compris le séquençage traditionnel de l’ARN. L’intégration transparente permet aux chercheurs de combiner des informations spatiales avec des données génomiques à haut débit, offrant ainsi une analyse plus complète et complémentaire.

Aperçu de l’architecture tissulaire

Offre une carte détaillée de l’expression des gènes dans l’architecture tissulaire, fournissant des informations sur l’organisation et la structure des échantillons biologiques. Cette information est cruciale pour découvrir les relations spatiales et comprendre comment l’expression des gènes varie dans les différentes régions d’un tissu.

Panneaux personnalisables

Les chercheurs peuvent concevoir des panels personnalisés pour cibler des gènes ou des voies d’intérêt spécifiques, en adaptant les expériences GeoMx DSP pour répondre aux exigences uniques de leurs études. Cette flexibilité améliore la polyvalence de la plate-forme pour un large éventail d’applications de recherche.

Découverte de biomarqueurs

 L’approche spatialement résolue de GeoMx DSP améliore la découverte de biomarqueurs spatialement associés, qui peuvent être négligés dans l’analyse de l’ARN en vrac. Cette capacité est essentielle pour identifier des cibles thérapeutiques potentielles et des marqueurs diagnostiques pour les maladies.

Pertinence clinique 

La capacité d’analyser des échantillons cliniques, y compris des tissus FFPE, le rend très pertinent pour la recherche translationnelle et les études cliniques. Cette fonctionnalité étend l’impact potentiel de GeoMx DSP dans le développement d’outils de diagnostic et de médecine personnalisée.

Analyse à cellule unique

Permet la résolution à cellule unique, ce qui permet d’étudier les profils d’expression génique uniques de chaque cellule. Ce niveau de granularité est particulièrement précieux pour démêler la complexité des systèmes biologiques et peut conduire à des interventions thérapeutiques plus précises et ciblées.

Outils de visualisation des données

La plateforme est équipée d’outils avancés de visualisation de données qui facilitent l’interprétation des données spatiales d’expression génique. Les chercheurs peuvent créer des cartes détaillées et des représentations visuelles qui facilitent l’analyse intuitive et complète d’échantillons biologiques complexes.

FAQ sur GeoMx DSP

GeoMx DSP offre des avantages distincts par rapport à l’analyse traditionnelle de l’ARN en vrac des tissus entiers, révolutionnant ainsi le domaine de la génomique spatiale. Contrairement à l’analyse de l’ARN en vrac, GeoMx DSP permet aux chercheurs de disséquer des tissus biologiques complexes à une résolution spatiale, fournissant une carte détaillée de l’expression des gènes dans le contexte de l’architecture tissulaire. Cette approche résolue spatialement permet une compréhension plus précise de l’hétérogénéité cellulaire et des interactions au sein d’un échantillon, offrant des informations sur l’organisation spatiale des modèles d’expression génique. En préservant le contexte spatial, GeoMx DSP permet d’identifier des profils d’expression spécifiques aux cellules et des biomarqueurs associés à l’espace qui seraient négligés dans l’analyse globale de l’ARN. De plus, GeoMx DSP est particulièrement précieux pour étudier des échantillons hétérogènes, tels que les tumeurs, où les informations spatiales sont cruciales pour déchiffrer le paysage moléculaire complexe. Dans l’ensemble, GeoMx DSP représente une avancée considérable dans la recherche en génomique, offrant une compréhension plus complète et nuancée des systèmes biologiques par rapport à l’analyse conventionnelle de l’ARN globale.

La cytométrie en flux est la méthode de référence pour l’analyse des effets déclenchés par l’immunothérapie sur les cellules immunitaires de la tumeur. Cependant, une limitation inhérente à ce test est que la cytométrie en flux est incapable de différencier les cellules immunitaires activées dans différents compartiments du microenvironnement tumoral (TME). En raison de la nature hétérogène du TME, il est important de visualiser et d’examiner les cellules immunitaires qui sont en contact étroit avec les cellules tumorales cibles.    Les réponses immunomodulatrices dans les cellules immunitaires en contact avec les cellules tumorales ne peuvent pas être élucidées à l’aide de la cytométrie en flux. Avec GeoMx DSP, nous pouvons sélectionner des types de cellules spécifiques dans des régions d’intérêt (ROI) qui sont identifiées à l’aide de marqueurs morphologiques et analyser les réponses immunomodulatrices spécifiques aux ROI et aux cellules. 

  • Cellules tumorales
    • Cellules souches cancéreuses
    • Cellules cancéreuses métastatiques
    • Cellules cancéreuses au repos
    • Cellules cancéreuses exprimant beaucoup de PanCK
    • Cellules cancéreuses exprimant peu de PanCK
    • Cellules cancéreuses apoptotiques
    • Cellules cancéreuses nécrotiques
  • Cellules immunitaires
    • Lymphocytes T : CD4+, CD8+ et Tregs
    • Cellules CAR-T
    • Lymphocytes B : Bregs
    • Cellules NK
    • Cellules myéloïdes suppressives
    • Macrophages associés aux tumeurs : M1, M2
    • Neutrophiles associés aux tumeurs : N1, N2
    • Cellules dendritiques
  • Cellules stromales
    • Cellules endothéliales tumorales
    • Péricytes
    • Fibroblastes associés au cancer
    • Cellules souches mésenchymateuses
    • Adipocytes associés aux tumeurs
    • Cellules stellaires
  • Vaisseaux sanguins
  • Vaisseaux lymphatiques
  • Tissus/cellules normaux hôtes
  • Matrice extracellulaire
  • Exosomes

Il peut s’agir soit de tissus FFPE, soit de lames FFPE. Nous pouvons également préparer les lames si vous menez votre étude in vivo avec nous.

  • Quel organisme hôte et quel organisme modèle tumoral seront utilisés
  • Nombre de lames à traiter et à analyser par le système DSP
  • Marqueurs morphologiques et panels d’ARNm cibles
  • Nombre de régions d'intérêt par diapositive
  • Comment les régions d'intérêt seront choisies et dessinées
  • Si les régions d'intérêt seront segmentées
  • La quantité d’analyse des données nécessaire (peut être décidé à la fin de l’étude)

  • Les changements dans des gènes spécifiques peuvent être analysés plus en détail pour :
    • Trouver de nouveaux biomarqueurs
    • Déterminer comment le traitement a affecté des biomarqueurs spécifiques
    • Trouver de nouveaux oncogènes ou gènes suppresseurs de tumeurs
    • Trouver des cibles médicamenteuses
    • Déterminer si/comment le traitement a affecté des gènes cibles spécifiques
  • Les changements dans des ensembles de gènes spécifiques peuvent être analysés plus en détail pour déterminer :
    • Comment des voies de signalisation spécifiques réagissent au traitement
    • Quels types de cellules réagissent au traitement
    • Comment des endroits spécifiques du microenvironnement tumoral sont affectés par le traitement
    • Quels composants cellulaires/moléculaires sont impliqués dans l’efficacité ou l’échec des médicaments


Références

  1. Centre de recherche sur le cancer de l’Institut national du cancer. Profileur spatial numérique (DSP) NanoString GeoMX. https://genomics.ccr.cancer.gov/technologies/nanostring-geomx-digital-spatial-profiler-dsp/
  2.  Profileur spatial numérique GeoMx®. NanoString. https://nanostring.com/products/geomx-digital-spatial-profiler/geomx-dsp-overview/

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