Omiques spatiales
Les technologies « spatiales » regroupent différentes technologies permettant de superposer des données -omiques sur des images de tissus. Au-delà de l'identification de sous-populations moléculaires de cellules, ces approches renseignent également sur la localisation spatiale des sous-populations identifiées au sein du tissu d'origine, leur proximité entre elles et avec la matrice extracellulaire, les vaisseaux sanguins et autres composants tissulaires.
Transcriptomique spatiale
La transcriptomique spatiale est une technologie révolutionnaire qui permet de mesurer toute l'activité des gènes dans un tissu et d’en cartographier la position au sein du tissu. Il combine une analyse d'ARNm total à haut débit dans des sections de tissus intacts avec un contexte morphologique, offrant une vue auparavant inaccessible de la biologie des tissus.
Technologies de transcriptomique spatiale
Différentes solutions de transcriptomique spatiale existent, avec des caractéristiques, des résolutions et des débits différents.
L'Institut Curie implémente actuellement la technologie 10X Genomics Visium pour la transcriptomique spatiale. Il s'agit d'une collaboration entre la plateforme de pathologie expérimentale ("PATHEX", Didier Meseure et André Nicolas), la plateforme NGS (Sylvain Baulande) et plusieurs équipes de recherche de l'Institut Curie. Pour cela, des coupes de tissus congelés ou FFPE sont placées sur une lame avec des milliers de spots contenant chacune des millions d'oligonucléotides de capture avec des codes-barres spatiaux uniques à chaque spot. Après perméabilisation du tissu, les ARNm sont libérés, se lient aux oligos de capture dans les spots sous-jacents et sont reverse transcrits. Les ADNc générées sont ensuite utilisées pour construire des banques Illumina qui seront sont séquencées à la plate-forme NGS. Les données d'expression génique sont ensuite superposées sur une image au microscope à haute résolution de la section de tissu, permettant de visualiser l'expression de tout ARNm, ou combinaison d'ARNm, dans la morphologie du tissu. Actuellement, chaque spot a un diamètre de 55 microns, donc selon la densité cellulaire, chaque spot couvre en moyenne 1 à 20 cellules. 10X Genomics a annoncé la sortie de lames avec une densité accrue de sports, permettant non seulement une résolution unicellulaire mais même subcellulaire (attendue mi 2022).
D'autres technologies de transcriptomique spatiale complémentaires, telles que Nanostring GeoMx® Digital Spatial Profiler, offrent d’autres avantages et sont également envisagées.
Protéomique spatiale
La protéomique spatiale combine la détection de plusieurs protéines, généralement grâce à l'utilisation d'anticorps spécifiques, avec la microscopie des tissus. Il permet l'intégration des données morphologiques et des données d'expression protéique au niveau de la cellule unique. Les méthodes de détection varient en fonction de la technologie et peuvent être basées par exemple sur la spectrométrie de masse, sur la coloration chromogène, ou sur des codes-barres oligonucléotidiques.
Protéomique spatiale à l'Institut Curie
L'initiative Single Cell est en cours d'acquisition et de validation de technologies de protéomique spatiale avec pour objectif de permettre d'imager des lames entières à une résolution de cellule unique. La localisation et la quantification des expressions de marqueurs phénotypiques spécifiques des populations cellulaires permettent d'établir les interactions cellulaires en révélant leur organisation au sein du tissu. Certaines technologies récentes permettent de combiner la protéomique spatiale et la transcriptomique spatiale (du génome entier ou ciblée sur un ensemble de gènes). Plus d’informations à venir.
