«Наш новый метод изучения генетических вариаций в отдельных клетках может трансформировать область обнаружения мутаций», – подчеркивает Эшли Сандерс, один из ведущих авторов исследования, работающий в EMBL Heidelberg, Германия. Разработанный ею и ее коллегами метод, названный scTRIP (трехканальный процессинг в одной клетке), позволяет им изучать генетические вариации в ДНК одной клетки и измерять генетические вариации непосредственно по мере их образования в новых клетках. В отличие от существующих методов, которые были способны обнаруживать только крупномасштабные изменения в геноме, scTRIP может обнаруживать мелкомасштабные изменения, наряду со многими типами генетических вариаций, которые были невидимы при использовании других одноклеточных методов.

Исследователи проверили свой метод при изучении клеток лейкемии, полученных от пациентов. В их выборке команда обнаружила у пациента в четыре раза больше вариантов, чем было выявлено стандартной клинической диагностикой. Они включали пропущенную клинически значимую транслокацию, которая приводила к сверхэкспрессии гена, вызывающего рак. Они также наблюдали катастрофическую перестройку хромосом, которая была пропущена при первоначальном диагнозе лейкемии. Это, вероятно, происходило, когда одна хромосома разбивалась и затем склеивалась в переупорядоченном порядке.

«Эти первые результаты показывают, что наш метод значительно превосходит существующие. Наш метод намного быстрее и дешевле, чем методы, используемые в настоящее время для выявления генетических вариантов в отдельных клетках. Это может быть очень полезно для клинических применений», резюмирует Тобиас Маршалл от Центра биоинформатики при Саарском университете и Института информатики Макса Планка. Команда начала расширять использование метода для анализа различных форм лейкемии и оценки его потенциальной клинической полезности.

Поскольку гетерогенность образца лучше всего можно изучать на уровне отдельных клеток, исследователи во всем мире, включая несколько групп в EMBL, работают над разработкой технологий для улучшения получаемой информации. «Хотя существующие методы показывают, как разные клетки могут вести себя или реагировать на манипуляции или лечение, исследования и применение до сих пор были сосредоточены на измерении РНК внутри клетки. Однако измерению ДНК в одной клетке до сих пор уделялось гораздо меньше внимания». объясняет Тобиас Маршалл Поскольку ожидается, что анализ ДНК предоставит новый уровень понимания того, как эти генетические изменения влияют на поведение различных клеток, новый метод учитывает потребности как исследователей, так и врачей.

scTRIP основан на технологии, разработанной Эшли Сандерс во время ее докторской диссертации в Ванкувере. «scTRIP объединяет сигналы из трех отдельных каналов информации в геномном коде отдельной ячейки», – объясняет Ян Корбель, руководитель группы в EMBL Heidelberg. «Таким образом, наш метод позволяет нам раскрыть полный спектр перестроек ДНК в отдельных клетках».

Теперь, используя scTRIP, исследователи продолжают свои исследования по очень основному вопросу: насколько одна клетка в организме отличается от любой другой клетки, как в контексте рака, так и в нормальных клетках? До сих пор они не могли ответить на этот вопрос, потому что им не хватало технологий для этого.

Используя scTRIP, мы теперь можем напрямую измерять мутационные процессы, которые действуют в клетках, чтобы генерировать новые генетически отличные популяции. "

Эшли Сандерс, один из ведущих авторов исследования, EMBL Heidelberg

Для следующих шагов в своем исследовании команда планирует изучить мутационные процессы в различных типах клеток человека и оценить последствия этих различий с точки зрения заболеваний человека.