Pesquisadores do MIT e do Instituto Amplo do MIT e Harvard inventaram uma abordagem de auto-relato.Celular para fazer com que as células vivas compartilhassem seus próprios transcriptômes, para que os cientistas possam analisá- las sem matar as células. As imagens para download no site do MIT News Office estão disponibilizadas a entidades não comerciais, imprensa e público em geral sob uma licença Creative Commons Atribuição Não Comercial Sem Derivados. Você não pode alterar as imagens fornecidas, além de cortá- las para tamanho. Uma linha de crédito deve ser usada quando reproduzindo imagens; se uma não for for fornecida abaixo, credite as imagens para "MIT". O comunicado de imprensa seguinte foi emitido em setembro. 1 pelo Instituto Amplo do MIT e Harvard. Nos últimos anos, os cientistas construíram métodos para medir um transcriptoma celular, ou todo o RNA produzido por uma célula, para estudar a identidade celular e atividade genética. No entanto, esses métodos dependem da morte da célula para acessar os bits de RNA dentro, e oferecem apenas um instantâneo de uma vez.

Agora, pesquisadores do Instituto Amplo e do MIT inventaram uma abordagem de auto-relato.celular para fazer células vivas compartilharem seus próprios transcriptômes, para que os cientistas possam analisá- los sem matar as células. Descreto na célula, o método transcriptomic de células vivas depende de partículas parecidas a vírus, que as células usam para embalar e entregar RNA ao meio de cultura em que se banha. Os cientistas podem simplesmente amostrar o meio para isolar o RNA, e fazer isso repetidamente para revelar como a atividade gênica na mesma população celular muda como as células maduram ou respondem a perturbações. Os pesquisadores aplicaram seu método a uma variedade de sistemas de modelos celulares, demonstrando o seu potencial para ajudar a revelar como as células se confundem com o tempo na doença e como os medicamentos afetam as células..Nosso laboratório concentra nosso tempo e recursos no desenvolvimento de ferramentas que realmente serão usadas e terão impacto real no campo mais vasto,. diz o autor sênior do estudo Paul Blainey, que é um membro central do Broad e um professor de engenharia biológica no MIT.. É tão gratificante ver um verdadeiro chegando a resultados deste conceito, que foi ficção científica completa quando começamos. É um grande exemplo do impacto inovador de alto risco e alta recompensa que a pesquisa pode ter.. O esforço para construir o novo método começou há mais de uma década, quando o laboratório Blainey se deu conta de encontrar uma nova maneira de fazer sequenciamento do RNA sem matar células..Os métodos existentes eram um pouco medievais e envolvevam esfaqueamento de células ou corte de pedaços delas,. Inspirado no desempenho de tecnologias moleculares como a tecnologia baseada no CRISPR e na sua facilidade de adoção, o primeiro autor do Blainey e do estudo, o Jacob Borrajo, comprometeu- se a desenvolver um método molecular, que eles sabiam que seria desafiador e que levaria tempo, mas também tornaria a abordagem escalable e fácil para outros laboratórios executarem.

A equipe encontrou inspiração em retrovírus, que ao longo de milhões de anos evoluiu a capacidade de embalar seus genomas de RNA em conchas de proteínas para se espalhar de uma célula infectada para outra. Para construir o seu método, a equipe criou células de mamíferos para expressar uma proteína estrutural retroviral que pode encapsular não só o RNA viral, mas também um RNA de células. Integrada na membrana da célula, a proteína viral é capaz de recrutar RNA celular, formar uma casca em torno dela para criar uma partícula semelhante ao vírus, e brotar fora da membrana para entrar no meio líquido ao redor da célula. Os cientistas então tiram uma amostra do meio, isolam o RNA e sequenciam- o para obter uma visão do transcriptoma a partir dessa população celular — tudo sem destruir ou danificar as células..Em comparação com métodos que usam robótica ou biópsias mecânicas de células, nossa solução codificada molecularmente poderia ser muito mais amplamente habilitante para a média de ciências da vida ou laboratório biomédico, particularmente as questões dinâmicas do tempo que esperamos elucidar com esta tecnologia,. diz o co- primeiro autor Mohamad Najia, pesquisador colega no laboratório Blainey e o laboratório de George Daley no Hospital Crianças de Boston. Najia e Borrajo lideraram o trabalho junto com a co- primeira autora Anna Le, uma pós-doc no laboratório Blainey. Para testar a ampla aplicabilidade do método, os pesquisadores mostraram que ele funcionava em células humanas imortalizadas, em linhas celulares cancerosas, em células- tronco e células neuronais feitas a partir delas, e em células primárias de doadores humanos. Eles também testaram uma cultura de dois tipos de células humanas crescendo juntos, usando etiquetas nas partículas tipo vírus para que os sinais dos dois tipos de células possam ser distinguidos durante a análise. Além disso, o auto- relatório celular é útil para estudar sistemas com estruturas tridimensionais cruciais que os pesquisadores preferem não perturbar.

A equipe demonstrou seu método sobre esferóides de células endoteliais humanas, captando alterações de transcrição de curto prazo após estimular bioquímicamente as células. Eles também colaboraram com Linda Griffith, professora de engenharia biológica e mecânica no MIT, para aplicar seu método aos dispositivos de seu laboratório órgão- em- um- chip. Estes modelos imitam a fisiologia dos órgãos e podem ajudar a minimizar os testes pré- clínicos ou animais, mas a sua complexidade dificulta a recuperação de células dos dispositivos para análise. Com o autorrelato celular, os pesquisadores monitoraram a dinâmica da expressão gênica nas células endotelial dentro dos dispositivos ao longo do tempo, revelando alterações nos genes relacionadas com como os tecidos formam redes vasculares que dependem da fonte de suporte dos fibroblastos, como seja do útero ou do pulmão. A equipe Ampla continua procurando novos aplicativos e questões biológicas para fazer com o sistema, e está trabalhando para tornar a abordagem viável para estudar células únicas. Por enquanto, eles esperam que os cientistas interessados em seguir como as células e tecidos mudam ao longo do tempo dêem ao seu método uma tentativa.