Scilifelab-teknik årets metod enligt Nature Methods
Spatiell transkriptomik (spatial transcriptomics) är en metod som används för att kartlägga vilka gener som är aktiva och var, och på så vis få en bild av genuttrycket i olika delar av ett vävnadssnitt. Metoden har utvecklats vid Scilifelab av forskare från Kungliga Tekniska Högskolan, KTH, samt Karolinska Institutet, KI, med professor Jonas Frisén i spetsen.
– Först kom genombrottet inom storskalig DNA-sekvensering som gjorde att man kunde analysera alla tusentals gener som uttrycks i en vävnadsbit. Sedan kom mikroflödesmetoder för att avläsa uttrycket i enskilda celler i en lösning, men nackdelen med båda dessa tillvägagångssätt är att man tappar informationen om var i vävnaden en enskild cell kommer ifrån, vilket kan vara väldigt viktigt, säger Joakim Lundeberg, professor i genteknik på KTH, till MedTech Magazine.
I spatiell transkriptomik läggs vävnadssnitt ovanpå en glasyta för mikroskopering, som dekorerats med genetiska prober för att fånga upp det mRNA som uttrycks i olika celler. Proberna binder till polyA-svansen på vilken mRNA-molekyl som helst. De är dessutom märkta med en individuell kod som, efter DNA-sekvensering, visar exakt var proben satt och därmed även var i vävnaden som genen uttrycks.
Den data som genereras analyseras med hjälp av artificiell intelligens, AI, som sätter ihop en bild av genuttrycket i vävnadssnittet. Metoden beskrevs första gången i en vetenskaplig artikel i tidskriften Science år 2016. Rättigheterna till den har sedan dess köpts upp av amerikanska 10x Genomics, men arbetet med tekniken på Scilifelab fortgår.
I ett projekt har forskarna undersökt vävnadssnitt från en musmodell för ALS samt från ryggmärgen från en avliden person som hade den neurodegenerativa sjukdomen. De såg bland annat att nervcellernas genuttryck ändrar sig innan cellerna ändrar morfologi och dör.
– Vi kunde se förändringar långt tidigare med genuttryck än med vävnadsförändringar och vi hoppas att den här typen av analyser ska kunna ge upphov till nya sätt att behandla ALS, säger Joakim Lundeberg.
Förutom ALS har Scilifelab-forskarna även använt metoden för att studera demenssjukdomen Alzheimer samt för att kartlägga genuttrycket i kroppens organ inom projektet Human Cell Atlas, HCA. Tekniken används inte för diagnostiskt bruk ännu men det kan bli aktuellt i framtiden. Forskarna lägger nu ett stort fokus på cancer, där de hoppas att information om genuttrycket i specifika celler dels ska öka förståelsen för olika typer av tumörer och dels ska kunna användas för att ge varje cancerpatient en så bra behandling som möjligt.
– Vi lägger ned väldigt stora summor på diagnostik idag för att ge den bästa behandlingen till varje individ. Då kan det vara viktigt att veta exakt vad man behandlar. Om man tittar på två tumörregioner inom en biopsi så kan man hitta skillnader i genuttrycket som påverkar vilken behandling som blir bäst. Även längs tumörens rand kan genuttrycket variera i olika delar, så det kan vara så att behandlingen inte fungerar för alla cancerceller.
I början av januari utsågs spatiell transkriptomik till årets metod för år 2020 av tidskriften Nature Methods.
– Det är jättekul! Det är ett kvitto på att vi tänkte rätt för ett par år sedan, säger Joakim Lundeberg.