Aktualności

Uniwersytet Rzeszowski z dotacją MNiSW na platformę do transkryptomiki pojedynczych komórek i transkryptomiki przestrzennej

Uniwersytet Rzeszowski otrzymał od Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego dotację celową w wysokości 2 328 832,42 zł na zakup Platformy do zaawansowanych analiz transkryptomu typu single cell oraz spatial in situ. Aparatura stanie się kluczowym elementem nowej, interdyscyplinarnej Pracowni Zaawansowanych Analiz Transkryptomicznych.

Czym jest transkryptomika przestrzenna?

Klasyczne metody badania ekspresji genów, takie jak RT-qPCR czy sekwencjonowanie RNA z tkanki w całości (bulk RNA-seq), dają uśredniony obraz pochodzący z tysięcy lub milionów komórek. Tymczasem tkanki – zwłaszcza nowotwory, tkanki objęte procesem zapalnym czy starzejące się narządy – są zbudowane z wielu typów komórek, które różnią się funkcją, stanem i otoczeniem. Uśrednienie zaciera te różnice, a rzadkie, często najważniejsze populacje komórek pozostają niewidoczne.
Transkryptomika pojedynczych komórek (single cell) pozwala zmierzyć ekspresję genów w każdej komórce osobno, ale w standardowym podejściu komórki są wcześniej izolowane z tkanki, przez co traci się informację o tym, gdzie się znajdowały i z kim sąsiadowały. Transkryptomika przestrzenna in situ rozwiązuje ten problem: cząsteczki RNA są wykrywane i zliczane bezpośrednio w preparacie histologicznym, z zachowaniem architektury tkanki. Badacz otrzymuje więc mapę – wie nie tylko, które geny są aktywne w danej komórce, ale także gdzie ta komórka leży i jakie komórki ją otaczają.

Najważniejsze zalety techniki

  • Rozdzielczość na poziomie pojedynczej komórki (a nawet subkomórkowej) – możliwość identyfikacji rzadkich subpopulacji komórek, np. komórek macierzystych nowotworu, komórek starzejących się czy określonych subtypów limfocytów.
  • Zachowany kontekst przestrzenny – analiza ułożenia komórek w tkance, ich wzajemnych interakcji i organizacji w niszach, np. na granicy guza i tkanki zdrowej.
  • Jednoczesna analiza setek do tysięcy transkryptów w jednym preparacie, w połączeniu z klasycznym obrazem morfologicznym i możliwością barwień białkowych.
  • Praca na materiale klinicznym i archiwalnym – w tym na skrawkach tkanek utrwalonych w formalinie i zatopionych w parafinie (FFPE), co otwiera dostęp do zasobów biobanków i archiwów patomorfologicznych.
  • Badanie mikrośrodowiska – charakterystyka nacieku immunologicznego, podścieliska, naczyń i ich wpływu na zachowanie komórek, co ma bezpośrednie znaczenie dla immunoterapii i przewidywania odpowiedzi na leczenie.
  • Odkrywanie biomarkerów i celów terapeutycznych – wskazywanie genów i szlaków aktywnych w konkretnych obszarach tkanki, które mogą stać się markerami diagnostycznymi, prognostycznymi lub celami nowych terapii.
  • Most między histopatologią a biologią molekularną – obraz mikroskopowy, który patomorfolog zna od dziesięcioleci, zostaje uzupełniony o pełną informację molekularną.

Zastosowania w badaniach na Uniwersytecie Rzeszowskim

Platforma będzie wykorzystywana do analiz próbek biologicznych o wysokiej heterogenności. Pozwoli poszukiwać zmian w poziomie ekspresji transkryptów w pojedynczych komórkach z uwzględnieniem przestrzennego ułożenia ich subpopulacji w preparatach histologicznych, a tym samym identyfikować nowe biomarkery i molekularne cele istotne w leczeniu oraz w etiopatologii chorób.
Aparatura posłuży realizacji badań z zakresu:
  • biotechnologii medycznej i biologii molekularnej – mechanizmy regulacji ekspresji genów i odpowiedzi komórek na leki;
  • onkologii – heterogenność guzów, mikrośrodowisko nowotworowe, mechanizmy oporności na terapię;
  • immunologii – mapowanie populacji komórek odpornościowych i ich interakcji w tkankach;
  • dermatologii – choroby zapalne i nowotwory skóry, w tym czerniak;
  • biogerontologii – starzenie komórkowe, identyfikacja komórek starzejących się w tkankach i ich wpływ na otoczenie.

Znaczenie dla Uniwersytetu Rzeszowskiego i i regionu

Nowa Pracownia wzmocni potencjał badawczy Uniwersytetu Rzeszowskiego w obszarze biotechnologii i umożliwi realizację projektów na poziomie porównywalnym z wiodącymi ośrodkami w Polsce i za granicą. Platforma stworzy też podstawę do współpracy interdyscyplinarnej – między biotechnologami, lekarzami klinicystami, patomorfologami i bioinformatykami – oraz zwiększy szanse naukowców UR w konkursach grantowych krajowych i europejskich. Będzie również ważnym zapleczem dydaktycznym, pozwalającym kształcić studentów i doktorantów w jednej z najszybciej rozwijających się dziedzin współczesnej biotechnologiii.

 

wstecz