Le séquençage d'ARN à cellule unique permet la recherche sur les tumeurs.

La technologie de séquençage d'ARN à cellule unique (scRNA-seq) a révolutionné notre compréhension de l'hétérogénéité cellulaire en fournissant des informations approfondies sur le transcriptome au niveau de la cellule unique, ce qui a été largement utilisé dans de nombreux domaines. Avec le développement des technologies de séquençage, de séparation cellulaire et d'amplification du génome entier, la technologie de séquençage à cellule unique pour le séquençage des génomes au niveau de la cellule unique émerge progressivement. D'une part, elle résout le problème des micro-échantillons qui ne peuvent pas être détectés, et d'autre part, elle analyse mieux l'hétérogénéité des variations génétiques entre différentes cellules.

Le processus de séquençage de cellules uniques comprend : l'isolement et la préparation de cellules uniques, l'extraction et l'amplification de matériel génétique, et le séquençage à haut débit de matériel génétique. Avec l'avènement de l'ère de la thérapie de précision, il a été appliqué à une série de recherches biomédicales et d'essais cliniques, tels que la détection des tumeurs, le développement embryonnaire, la thérapie par cellules immunitaires et la différenciation des cellules souches, et devient le point focal de la recherche en sciences de la vie.

Des analyses unicellulaires révèlent un microenvironnement tumoral suppressif dans le cancer colorectal humain.

La séquençage d'ARN à cellule unique (scRNA-seq) a été largement utilisé pour étudier l'hétérogénéité cellulaire dans presque tous les types de cancer, avec des avancées substantielles dans les techniques expérimentales disponibles et les pipelines de bioinformatique ces dernières années. Le microenvironnement tumoral (TME) influence à la fois la progression tumorale et la réponse à l'immunothérapie. Le séquençage d'ARN à cellule unique (scRNA-seq) fournit une caractérisation détaillée sans précédent des transcriptomes de la diversité et de l'hétérogénéité cellulaires, permettant ainsi une évaluation complète de la complexité du microenvironnement tumoral. Les chercheurs ont généré 34 037 transcriptomes de cellules uniques et un paysage d'accessibilité de la chromatine de 6 525 cellules uniques en échantillonnant 12 patients atteints de cancer colorectal (CRC). En utilisant le scRNA-seq ATAC et en profilant le paysage épigénétique et en inférant les motifs de facteurs de transcription, ils ont exploré plus en profondeur les mécanismes moléculaires sous-jacents. Cette étude fournit une ressource riche pour l'étude de l'impact des cellules immunitaires et de la recherche translationnelle pour le cancer colorectal humain. Plus important encore, elle révèle que les cellules immunitaires et les cellules non immunitaires constituent ensemble les composants complexes du microenvironnement tumoral du CRC, ce qui fournit des données de référence précieuses pour le traitement du cancer colorectal humain en tant que nouvelle cible de l'immunothérapie.

Profils de séquençage d'ARN à cellule unique du CRC humain

scRNA-seq pour analyser le phénotype malin et la trajectoire de développement

Les malignités infantiles proviennent probablement de cellules précurseurs durant le développement embryonnaire ou postnatal précoce. Le neuroblastome (NB) a été confirmé comme étant la tumeur solide extracrânienne la plus courante survenant durant l'enfance. Les avancées récentes dans la recherche sur les cellules uniques ont renforcé les associations entre la tumorigénèse de plusieurs cancers pédiatriques et le développement anormal des cellules fœtales pertinentes.

À l'heure actuelle, la reconnaissance de la diversité phénotypique des neuroblastomes (NB) à résolution unicellulaire fait encore défaut. Le séquençage d'ARN unicellulaire (scRNA-seq) a été réalisé sur de jeunes embryons humains, des glandes surrénales fœtales et des tumeurs primaires de NB afin de clarifier les phénotypes des cellules tumorales de NB en les reliant à leurs origines développementales putatives. La majorité des cellules tumorales de NB surrénal sont transcriptionnellement similaires aux cellules chromaffines noradrénergiques. Les états malins imitent également le statut de prolifération/différenciation des cellules chromaffines pendant le développement normal. C'est la première fois qu'une carte unicellulaire du neuroblastome chez les enfants est analysée en utilisant le séquençage d'ARN unicellulaire, ce qui offre une nouvelle perspective pour permettre une compréhension approfondie de la pathogénie du neuroblastome.

Profilage transcriptomique unicellulaire des premiers embryons humains et des glandes surrénales fœtales

La technologie de séquençage à cellule unique est universelle, complète et multi-niveaux, et toutes les cellules eucaryotes individuelles peuvent être étudiées avec cette technologie. Autrement dit, elle peut être utilisée pour étudier presque toutes les espèces que nous connaissons. De plus, le séquençage à cellule unique peut non seulement mesurer le niveau d'expression génique de manière plus précise, mais aussi détecter une petite quantité d'expression génique ou des ARN non codants rares. Avec l'arrivée de l'ère de la thérapie de précision, la technologie de cellule unique aidera la recherche scientifique humaine et l'application clinique, en particulier dans les domaines de la tumeur, de la microbiologie, des neurosciences, de l'immunologie, etc. Nous croyons fermement que la technologie de séquençage à cellule unique va certainement promouvoir la médecine de précision dans un espace plus large, et que davantage de patients pourront bénéficier de thérapies spécifiques et efficaces qui seront abordables et amélioreront l'efficacité du traitement et l'expérience du processus de traitement. Sur la scène de la santé humaine, elle sera plus brillante.

Références:

1. Dong R, Yang R, Zhan Y, et al.Caractérisation unicellulaire des phénotypes malins et des trajectoires de développement du neuroblastome surrénalien. Cellule cancéreuse2020 ; 38(5) : 716-733.e6.
2. Mei Y, Xiao W, Hu H, et al.Des analyses unicellulaires révèlent un microenvironnement tumoral suppressif dans le cancer colorectal humain. Médecine Transl Clin. 2021 ; 11(6) : e422.