» La nuova macchina in scena

Da sinistra a destra: il direttore del centro di istopatologia Kenneth Kim, dipl. ACVP, Direttore del centro di sequenziamento di nuova generazione Suzie Alarcón, Direttore del centro di microscopia e istologia Zbigniew Mikulski, Ph.D. Credito immagine: Matthew Ellenbogen, La Jolla Institute for Immunology

LA JOLLA, CA—Dietro ogni articolo scientifico dei laboratori del La Jolla Institute for Immunology (LJI) c'è un team di scienziati altamente qualificati dei servizi di ricerca di LJI. Questi "nuclei" di ricerca forniscono strumenti preziosi e competenze estremamente specializzate ai ricercatori LJI e ai numerosi partner di ricerca dell'Istituto.

Quindi è stato un grosso problema questo autunno quando il direttore del centro di sequenziamento di nuova generazione Suzie Alarcón, il direttore del centro di microscopia e istologia Zbigniew Mikulski, Ph.D., e il direttore del centro di istopatologia Kenneth Kim, Dipl. ACVP, hanno collaborato per portare un servizio completamente nuovo a LJI: il DSP Nanostring GeoMx.

Questa macchina dal suono fantascientifico consentirà ai ricercatori di approfondire un campo dell’immunologia in rapida evoluzione chiamato trascrittomica spaziale.

La parte spaziale è di facile comprensione. Gli scienziati devono sapere dove si verificano i processi patologici: quali tessuti e quali aree di tali tessuti sono colpiti da malattie autoimmuni, virus, ecc. Kim e Mikulski sono specialisti in questo tipo di imaging e analisi dei tessuti. Come istopatologo, Kim utilizza una colorazione rosa/viola (chiamata colorazione H&E) per distinguere i tipi di cellule in un tessuto gli uni dagli altri. I colleghi di Mikulski in Microscopia e Istologia hanno metodi per acquisire immagini e video di cellule, spesso con l'aggiunta di proteine ​​o tag fluorescenti.

Come spiega Kim, il DSP Nanostring GeoMx rappresenta un grande passo avanti per l'Istituto. La macchina aiuterà i ricercatori a concentrarsi meglio su aree specifiche in cui le cellule immunitarie lavorano all’interno di campioni di tessuto più grandi. "Quando lavori con un campione di tessuto, è come iniziare con una visione a bassa risoluzione del mondo intero", afferma Kim. "Quello che i laboratori qui vogliono fare è semplicemente guardarsi intorno nel quartiere."

Una volta restretto il campo in cui cercare i processi patologici, il team di Alarcón del Next Generation Sequencing Core può utilizzare il DSP Nanostring GeoMx per analizzare esattamente cosa stanno facendo le cellule immunitarie. Questa è la parte "trascrittomica" o "proteomica" del lavoro.

Le cellule non utilizzano realmente il genoma come un grande insieme di istruzioni. Invece, i macchinari all’interno delle cellule attivano i geni selezionati secondo necessità. Una cellula legge questi geni e li "trascrive" nel codice RNA necessario per costruire proteine ​​specifiche. Quindi un "trascrittoma" descrive l'insieme di sequenze genomiche che una cellula è effettivamente impegnata a utilizzare.

Ad esempio, una cellula T in un polmone sano avrebbe un trascrittoma molto diverso da una cellula T di un polmone in una persona affetta da COVID-19 grave. Le cellule immunitarie devono trascrivere diverse sequenze genomiche per rispondere a diversi problemi di salute. Confrontando questi trascrittomi, un ricercatore potrebbe vedere quali proteine ​​la cellula sta tentando di utilizzare per combattere infezioni gravi.

In effetti, il DSP Nanostring GeoMx è abbastanza potente da sondare l’intero trascrittoma di un organismo, rivelando praticamente ogni trascrizione prodotta da un essere umano o da un topo. Questo tipo di indagine ampia e imparziale è fondamentale per scoprire aspetti nuovi e inaspettati della risposta immunitaria.

Con il DSP Nanostring GeoMx, Alarcón e i suoi colleghi possono prendere le cellule che Kim e Mikulski hanno identificato e assistere gli scienziati nello studio dei loro trascrittomi a livello subcellulare. I risultati potrebbero rivelare esattamente dove e come le cellule rispondono ai processi patologici.

"Questo è davvero interessante per noi perché ha coinvolto più di due nuclei LJI che lavorano insieme", afferma Alarcón.

"Penso che siamo tutti davvero entusiasti di aiutare i laboratori qui ad entrare nel campo dell'omica spaziale", aggiunge Kim.

Questi tre nuclei stanno ora addestrando gli scienziati LJI a utilizzare il DSP Nanostring GeoMx nei loro studi. Come sempre, questi direttori principali e il loro staff sono a disposizione per rispondere alle domande e aiutare a guidare la raccolta dei dati.