3D-визуализация белков и РНК в опухолях

Традиционное исследование образца опухоли с помощью микроскопии подразумевает фиксацию опухолевой ткани, приготовление из нее тонких срезов и их окрашивание антителами к различным белкам. Этот подход позволяет установить некоторые особенности опухоли, но не дает возможности проанализировать пространственное распределение экспрессии определенных белков и некодирующих РНК.

В статье, вышедшей в Nature Biomedical Engineering, описан новый метод, с помощью которого можно изучать пространственную организацию паттернов экспрессии генов в опухолях на уровне отдельных клеток и количественно оценивать ее. Метод получил название DIIFCO (от англ. diagnosing in situ immunofluorescence-labelled cleared oncosamples).

DIIFCO позволяет работать с интактными клиническими образцами опухолей без приготовления тонких срезов. Образец ткани фиксируют и далее выявляют локализацию определенных РНК в клетках с помощью амплификация с флуоресцентной цепной гибридизацией in situ (fluorescent in situ hybridization chain reaction amplification) — этот метод достаточно чувствителен, чтобы определять транскрипты, экспрессирующиеся на низком уровне. Далее те же образцы окрашивают антителами к интересующим белкам.

Растворы, использующиеся в ходе выполнения протокола DIIFCO, не только сохраняют неповрежденной архитектуру ткани, но и не влияют на количество и расположение опухолевых антигенов, антителами к которым окрашивается ткань на финальных этапах. По завершении гибридизации и иммуноокрашивания ткань визуализируют с помощью флуоресцентного микроскопа и количественно анализируют полученные изображения.

Авторы работы показали состоятельность нового метода на примере разнообразных злокачественных опухолей: молочной железы, толстой кишки, яичника, мочевого пузыря и других органов. Кроме того, они продемонстрировали, что DIIFCO подходит для одновременного изучения всех клеток образца, в том числе и расположенных в его глубине, а также показали на примере опухолей молочной железы, что новый подход позволяет выявлять локализацию ниш раковых стволовых клеток в опухоли. DIIFCO также можно использовать для изучения органоидов — популярных модельных систем, имитирующих строение различных органов человека (например, мозга) и опухолей.