Métodos de perfil de células individuales comparadas para el análisis de biopsia intestinal

La investigación sobre enfermedades gastrointestinales, especialmente el cáncer, se ha centrado principalmente en las células epiteliales, que bordean las superficies de los órganos, son importantes para varias funciones, y se cree que son las células que salen mal para causar estas enfermedades. Sin embargo, estudiar estas células utilizando métodos de secuenciación de ARN de células individuales (SCRNA) es complicado porque las células son delicadas y pueden dañarse cuando se sacan de su entorno natural en el revestimiento mucoso del intestino.

Los métodos de SCRNA basados ​​en gotas (D-SCRNA) han proporcionado muchas ideas sobre estos entornos celulares, pero este enfoque puede enfatizar las células epiteliales y requiere muchos recursos. Las plataformas basadas en Picowell (P-SCRNA) se han convertido en una alternativa potencialmente más suave y más eficiente en los recursos a los métodos D-SCRNA. Sin embargo, no se ha realizado una comparación directa entre los métodos D-SCRNA y P-SCRNA para estudiar las biopsias de la mucosa humana, que son cruciales para la investigación gastrointestinal.

En nuestro estudio publicado en Gastroenterología y hepatología celular y molecularcomparamos directamente estos dos enfoques.

Nuestros resultados destacan que existen ventajas y desventajas únicas para cada una de las plataformas. Estas variaciones plantean desafíos significativos para mantener el rigor y la reproducibilidad entre los estudios que utilizan diferentes técnicas. Anticipamos que este estudio ayudará a los investigadores a abordar de manera más eficiente los proyectos que emplean SCNA en muestras de biopsia humana.

Se recogieron y prepararon biopsias de colon humana utilizando métodos idénticos para permitir el análisis del mismo conjunto de células con D-SCRNA y P-SCRNA para comparar directamente los resultados. En nuestro análisis, se incluyeron factores como el número de células, la cobertura génica y la contaminación del ADN mitocondrial para comprender mejor las fortalezas y limitaciones de cada método.

Encontramos diferencias claras entre las plataformas D-SCRNA y P-SCRNA y que cada método tiene diferencias significativas en los tipos de células capturadas y los genes medidos dentro de ellas.

D-SCRNA parece proporcionar información más detallada sobre el entorno del revestimiento mucoso y dentro de las células individuales, capturando más células y proporcionando una mayor cobertura génica. Sin embargo, requiere más recursos (es decir, dinero), agrega estrés a las células y hubo una mayor tasa de contaminación del ADN mitocondrial, los cuales pueden influir en los resultados si no se explican cuidadosamente.

P-SCRNA es más suave en las células, más eficientes en los recursos y mejor para preservar la calidad de las células en términos de contaminación mitocondrial. Sin embargo, no es tan efectivo para capturar grandes cantidades de células o la amplia gama completa de tipos de células presentes en el revestimiento de la mucosa, especialmente en los tipos de células raras, que pueden tener una importancia clara para la enfermedad que está estudiando un investigador.

Nuestros resultados pueden ayudar a los científicos a comprender mejor el contexto para interpretar sus hallazgos de scRNA cuando se utilizan métodos D-SCRNA o P-SCRNA. Además, al compartir estas fortalezas y debilidades, creemos que podemos ayudar a los investigadores a determinar la plataforma apropiada para usar para sus propios estudios sin que requieran pruebas adicionales por su cuenta.

Buscamos aplicar este conocimiento para optimizar nuestro enfoque para analizar biopsias recolectadas de pacientes inscritos en nuestros ensayos clínicos de prevención de precisión. Estos ensayos clínicos apuntan a comprender mejor los efectos de los posibles agentes anticancerígenos y protectores, incluidas la aspirina, los ácidos omega-3-grasas, los miméticos de café e incretina (agonistas del receptor GLP1), en el microambiente del tejido de colon y evitan la ocurrencia del cáncer colorrectal de inicio temprano y el cáncer gastrointestinal.