DBiTplus: Uma Nova Maneira de Estudar Células
O DBiTplus combina análises de RNA e proteína pra ter uma visão melhor das células.
Archibald Enninful, Zhaojun Zhang, Dmytro Klymyshyn, Hailing Zong, Zhiliang Bai, Negin Farzad, Graham Su, Alev Baysoy, Jungmin Nam, Mingyu Yang, Yao Lu, Nancy R. Zhang, Oliver Braubach, Mina L. Xu, Zongming Ma, Rong Fan
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Índice
- A Tecnologia Que Mudou o Jogo
- Por Que Isso Importa?
- Mergulhando nos Detalhes da Tecnologia
- O Que É RNA?
- E as Proteínas?
- O Poder da Combinação
- Como Funciona?
- Fazendo Sentido dos Resultados
- Entendendo Doenças
- Melhorando Tratamentos
- Avanços em Pesquisa
- Desafios pela Frente
- A Necessidade de Melhoria
- Olhando pro Futuro
- Unindo as Pontes
- Conclusão
- Fonte original
Imagina tentar achar uma agulha em um palheiro, mas o palheiro é o seu próprio corpo, e em vez de uma agulha, você tá procurando por pedacinhos de informação de como suas células funcionam. Os cientistas têm descoberto maneiras de olhar para as células-esses minúsculos blocos de construção da vida-de forma mais próxima e precisa. O objetivo é entender o que rola nos nossos corpos nos níveis mais pequenos. Mas, tipo tentar tirar uma selfie em um quarto escuro, nem sempre foi fácil.
A Tecnologia Que Mudou o Jogo
Tradicionalmente, os pesquisadores usaram diferentes métodos para estudar células. Eles olhavam para o material genético das células (tipo as instruções para construir e fazer o corpo funcionar) ou investigavam quais Proteínas (os trabalhadores que fazem todo o trabalho pesado) estavam presentes. Mas fazer um depois do outro é como tentar ler uma receita e cozinhar ao mesmo tempo sem saber como eles se relacionam.
Recentemente, uma nova ferramenta chamada "DBiTplus" entrou em cena. Esse nome chique é abreviação de "Deterministic Barcoding in Tissue sequencing plus." É como o canivete suíço da Análise celular, permitindo que os cientistas vejam tanto o material genético quanto as proteínas de uma vez, sem bagunçar os Tecidos que estão estudando.
Por Que Isso Importa?
Então, por que você deveria se importar com tecidos, proteínas ou os últimos gadgets científicos? A resposta simples é: entender como nossas células funcionam pode levar a tratamentos melhores para doenças. Se soubermos como as células saudáveis operam, podemos identificar problemas e descobrir como consertá-los. É basicamente como um mecânico checando o motor do seu carro pra garantir que tudo tá funcionando direitinho.
Mergulhando nos Detalhes da Tecnologia
Vamos entrar um pouco mais a fundo na nossa ferramenta chique sem complicar demais. O DBiTplus usa duas técnicas principais: uma para olhar o RNA (que carrega as instruções) e outra para ver as proteínas (a equipe de construção).
O Que É RNA?
Pensa no RNA como o livro de receitas para fazer proteínas. É como as instruções de uma peça de mobilha da IKEA. Você precisa seguir esses passos pra montar sua incrível nova estante. Se as instruções estiverem erradas ou incompletas, você vai acabar com uma bagunça instável.
E as Proteínas?
Agora, as proteínas são as peças reais de mobilha-mesas, cadeiras e estantes que fazem tudo funcionar. Elas fazem o trabalho dentro das suas células e mantém as coisas em ordem. O problema é que elas podem ser complicadas; podem mudar de forma e função dependendo de vários fatores.
O Poder da Combinação
O DBiTplus pega uma amostra de tecido e permite que os cientistas vejam tanto o RNA quanto as proteínas ao mesmo tempo. Assim, eles podem entender não só a receita, mas também quão bem a mobilha foi realmente montada.
Como Funciona?
Parece complicado, mas é assim que acontece.
Coleta de Amostra: Primeiro, os pesquisadores pegam uma fatia bem pequena de tecido de um paciente. Pode ser de qualquer lugar: pele, fígado ou até um tumor. É como pegar um pedacinho de bolo pra ver como é o gosto do bolo todo.
Codificação: Depois, eles aplicam códigos de barras especiais no tecido. Pense nesses códigos como rótulos que ajudam a manter tudo organizado. Assim, quando olham o RNA e as proteínas depois, sabem exatamente onde cada pedaço pertence.
Extração Enzimática: Aí vem a parte legal. Tem um processo que ajuda a extrair o RNA delicadamente sem machucar o tecido-tipo usar uma colherzinha macia pra pegar o último pedacinho de sorvete do pote sem estragar o recipiente!
Análise: Uma vez que tudo tá coletado, é hora da análise. Os cientistas passam as amostras por máquinas que leem as sequências de RNA e identificam as proteínas.
Integração: Finalmente, eles juntam todos os dados pra ver a grande imagem-como juntar peças de um quebra-cabeça que realmente se encaixam!
Fazendo Sentido dos Resultados
Agora que temos esse método, o que podemos realmente fazer com ele? Aqui vão alguns exemplos empolgantes:
Entendendo Doenças
Estudando como os tecidos mudam nas doenças, os cientistas podem determinar o que deu errado. Por exemplo, no câncer, eles podem ver quais células estão agindo de forma estranha e por quê-como notar um carrinho de compras desgovernado em uma loja cheia.
Melhorando Tratamentos
Conhecimento é poder! Quanto mais soubermos sobre o que tá rolando nos tecidos doentes, melhor podemos criar tratamentos. É como saber os ingredientes exatos necessários pra fazer o remédio perfeito em vez de adivinhar aleatoriamente.
Avanços em Pesquisa
Essa tecnologia não ajuda só a nível de paciente, mas também impulsiona todo o campo da pesquisa biomédica. É como abrir uma porta pra uma sala secreta cheia de ferramentas e brinquedos que os pesquisadores não tinham acesso antes.
Desafios pela Frente
Mas, como toda boa história, tem desafios. Apesar das incríveis capacidades do DBiTplus, ele tem suas desvantagens. O processo ainda é um pouco lento e pode ficar caro. Além disso, nem todos os pequenos detalhes podem ser capturados perfeitamente, o que pode deixar passar algumas partes importantes dos tecidos.
A Necessidade de Melhoria
Ainda há melhorias a serem feitas. Os cientistas estão trabalhando pra capturar ainda mais informações das amostras enquanto mantêm tudo eficiente e acessível. Afinal, a gente não quer construir um carro que possa voar se custar mais do que uma casa!
Olhando pro Futuro
À medida que a pesquisa avança, a esperança é que o DBiTplus e tecnologias similares se tornem mais comuns. Eles podem potencialmente levar a avanços na compreensão e tratamento de uma variedade de doenças e proporcionar uma imagem mais clara de como nossos corpos funcionam.
Unindo as Pontes
Desde gadgets legais até aplicações no mundo real, tá sendo construída uma ponte entre a pesquisa laboratorial e o atendimento aos pacientes. Essa tecnologia pode ajudar os médicos a tomar decisões melhores sobre tratamentos, melhorando, em última instância, os resultados dos pacientes.
Conclusão
No grande esquema das coisas, conseguir ver dentro dos nossos corpos em nível celular abre um universo de possibilidades. Assim como um mapa do tesouro levando a riquezas escondidas, esse tipo de pesquisa abre caminho pra soluções de saúde melhores e uma compreensão mais profunda da vida em si.
Então, da próxima vez que você ouvir sobre as últimas na pesquisa biomédica, lembre-se: não são só nerds em jalecos; é uma busca pra tornar o mundo um lugar mais saudável, uma célula pequenininha de cada vez!
Título: Integration of Imaging-based and Sequencing-based Spatial Omics Mapping on the Same Tissue Section via DBiTplus
Resumo: Spatially mapping the transcriptome and proteome in the same tissue section can significantly advance our understanding of heterogeneous cellular processes and connect cell type to function. Here, we present Deterministic Barcoding in Tissue sequencing plus (DBiTplus), an integrative multi-modality spatial omics approach that combines sequencing-based spatial transcriptomics and image-based spatial protein profiling on the same tissue section to enable both single-cell resolution cell typing and genome-scale interrogation of biological pathways. DBiTplus begins with in situ reverse transcription for cDNA synthesis, microfluidic delivery of DNA oligos for spatial barcoding, retrieval of barcoded cDNA using RNaseH, an enzyme that selectively degrades RNA in an RNA-DNA hybrid, preserving the intact tissue section for high-plex protein imaging with CODEX. We developed computational pipelines to register data from two distinct modalities. Performing both DBiT-seq and CODEX on the same tissue slide enables accurate cell typing in each spatial transcriptome spot and subsequently image-guided decomposition to generate single-cell resolved spatial transcriptome atlases. DBiTplus was applied to mouse embryos with limited protein markers but still demonstrated excellent integration for single-cell transcriptome decomposition, to normal human lymph nodes with high-plex protein profiling to yield a single-cell spatial transcriptome map, and to human lymphoma FFPE tissue to explore the mechanisms of lymphomagenesis and progression. DBiTplusCODEX is a unified workflow including integrative experimental procedure and computational innovation for spatially resolved single-cell atlasing and exploration of biological pathways cell-by-cell at genome-scale.
Autores: Archibald Enninful, Zhaojun Zhang, Dmytro Klymyshyn, Hailing Zong, Zhiliang Bai, Negin Farzad, Graham Su, Alev Baysoy, Jungmin Nam, Mingyu Yang, Yao Lu, Nancy R. Zhang, Oliver Braubach, Mina L. Xu, Zongming Ma, Rong Fan
Última atualização: 2024-11-11 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622523
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.07.622523.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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