La funzione cellulare nei tessuti dipende dall'ambiente locale. La mappatura delle proprietà molecolari delle cellule mentre si acquisisce la loro posizione esatta all'interno di un tessuto è essenziale per una migliore comprensione della malattia.
L'emergere della trascrittomica spaziale ha consentito la mappatura dell'espressione genica su scala genomica. Tuttavia, la capacità di acquisire informazioni epigenetiche spaziali del tessuto a livello cellulare e su scala genomica è carente. Ora, una squadra di Yale e i ricercatori del Karolinska Institutet hanno sviluppato una tecnologia per la profilazione dell'accessibilità della cromatina risolta nello spazio delle sezioni di tessuto. Il metodo potrebbe aiutare a creare atlanti molecolari dettagliati di singole cellule in diversi tessuti e mira a comprendere meglio come si sviluppano le malattie.
Il metodo definisce quali regioni del cromatina sono accessibili a livello del genoma nelle cellule in posizioni specifiche in un tessuto.
L'attivazione genica richiede questa accessibilità della cromatina, che offre approfondimenti distinti sulle condizioni molecolari di ogni particolare cellula. Un progresso significativo nella comprensione dell'identità cellulare, dello stato cellulare e dei meccanismi sottostanti che controllano l'espressione dei geni, noto come epigenetica – nello sviluppo di vari tessuti o malattie c'è la capacità di combinare l'analisi dell'accessibilità della cromatina con la posizione spaziale delle cellule.
Rong Fan, professore di ingegneria biomedica a Yale, ha dichiarato: “Ora possiamo identificare i tipi cellulari per costruire un atlante cellulare spaziale basato sull'accessibilità della cromatina. Possiamo vedere direttamente i tipi cellulari a livello epigenetico per una migliore definizione degli stati cellulari o per scoprire i tipi cellulari”.
Gli scienziati hanno profilato sia i tessuti del topo che quelli umani utilizzando un metodo chiamato "spatial-ATAC-seq". L'uso di questo metodo sul tessuto cerebrale ha permesso agli scienziati di vedere come si sviluppano in modo intricato le varie regioni del cervello. Per ottenere informazioni sull'organizzazione dei tipi di cellule immunitarie, l'hanno applicata anche al tessuto tonsillare umano.
Fan ha detto, “Avremo una visione globale imparziale e una visione con risoluzione molto più fine di tutti i possibili stati cellulari e, cosa più importante, 'vedremo' dove si trovano nei tessuti. È un potente strumento per la creazione di mappe cellulari e atlanti cellulari".
Lo ha affermato Yanxiang Deng, un associato post-dottorato nel laboratorio di Fan e autore principale dello studio utilizzando il nuovo metodo, potrebbero identificare l'epigenoma dei tipi di cellule nel tessuto cerebrale del topo nella loro posizione nativa".
Goncalo Castelo-Branco, professore di biologia delle cellule gliali al Karolinska Institutet, disse, "L'applicazione dell'ATAC-Seq spaziale nei tessuti malati potrebbe permetterci nel prossimo futuro di identificare le transizioni tra stati epigenetici in cellule specifiche nel contesto della nicchia della malattia, il che fornirà informazioni sui meccanismi molecolari che mediano l'acquisizione di stati cellulari patologici. "
Riferimento della Gazzetta:
- Deng, Y., Bartosovic, M., Ma, S. et al. Profilazione spaziale dell'accessibilità della cromatina nel topo e nei tessuti umani. Natura (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05094-1
