Investigadors del Centre Nacional d’Anàlisi Genòmica (CNAG-CRG) al Parc Científic de Barcelona (PCB) han ampliat substancialment l’aplicabilitat de la genòmica de cèl·lules individuals combinant la criopreservació de cèl·lules i teixits amb els fluxos de treball d’aquest emergent camp de recerca. Els resultats de l'estudi publicat a Genome Biology, revelen que el material criopreservat pot combinar-se fàcilment amb els mètodes convencionals de seqüenciació de cèl·lules individuals i els autors preveuen la seva implementació com a tècnica estàndard en aquest tipus d’anàlisis. 

L’estudi (doi: 10.1186/s13059-017-1171-9) mostra com les cèl·lules individuals de les mostres criopreservades tenen perfils d’expressió gènica indistingibles en comparació amb cèl·lules de les mostres processades a partir de teixits frescos. Aquest treball té implicacions importants en el disseny d’estudis de cèl·lules individuals ja que les tècniques actuals estan limitades a la disponibilitat de material de partida fresc i exclouen els experiments en els que no hi ha un accés directe a aquest tipus de mostres. “La criopreservació podria marcar un canvi de normes en la forma de dissenyar projectes d’estudi de cèl·lules individuals”, assegura Holger Heyn, autor principal de l’estudi i líder del Single Cell Genomics team del CNAG-CRG, qui ha comptat amb la col·laboració d’investigadors d’altres centres espanyols i internacionals.

La genòmica de cèl·lules individuals – o la capacitat de seqüenciar i analitzar cèl·lules individuals – està revolucionant el nostre coneixement sobre teixits complexos. La identificació dels perfils moleculars de les cèl·lules individuals proporciona una visió sense precedents sobre la forma en que els organismes, com el cos humà, estan construïts i funcionen. “La caracterització en profunditat de teixits complexos no només afecta la nostra comprensió de la vida mateixa, sinó que també aguditza la nostra visió sobre la biologia de malalties, como l’Alzheimer o el càncer”, afegeix el Dr. Heyn.

Per aquest estudi s’han analitzat més de 1.000 cèl·lules individuals extretes de material fresc o criopreservat fins a 6 mesos. Els investigadors han provat les estratègies de seqüenciació de cèl·lules individuals més populars i no han pogut detectar un biaix sistemàtic introduït pel procés de criopreservació. S’han analitzat línies cel·lulars de diferents espècies i mostres primàries, incloent mostres de sang, colon i tumor. Els resultats mostren que el material criopreservat pot combinar-se fàcilment amb els mètodes convencionals de seqüenciació de cèl·lules individuals i els autors preveuen la seva implementació com a tècnica estàndard en aquest tipus d’anàlisis.

Segons Ivo Gut, director del CNAG-CRG, “es tracta d’un important progrés tecnològic en el camp de l’anàlisi de cèl·lules individuals, particularment en el context d’iniciatives internacionals com el Human Cell Atlas, que pretén crear mapes de referència de totes les cèl·lules humanes com a base per a la comprensió de la salut humana i per al diagnòstic, el seguiment i el tractament de les malalties”.

Millorar l’accés a les mostres als centres sanitaris

Els investigadors han demostrat que teixits sencers poden ser criopreservats, evitant la separació immediata de cèl·lules individuals que fins ara impedia la recol·lecció de mostres a llocs menys especialitzats i fora de les hores de treball de les instal·lacions. En aquest sentit, l’anàlisi de cèl·lules individuals era difícil d’aplicar en hospitals i clíniques ja que les mostres no podien processar-se immediatament. L’ús de la criopreservació podria millorar considerablement l’accessibilitat a la mostra. “Ara podem emmagatzemar el material del pacient durant el tractament sense la necessitat de processar la mostra immediatament. De fet, col·laborem amb hospitals que van començar a emmagatzemar prospectivament mostres amb crioprotectors, proporcionant-nos accés a mostres que abans estaven fora del nostre abast”, explica el Dr. Heyn.

La criopreservació introdueix un altre nivell de flexibilitat ja que els investigadors no estan condicionats a processar la mostra en el mateix centre i transferir les cèl·lules aïllades en plaques per al seu anàlisi. A més, també permet, per exemple, el processament conjunt de cèl·lules d’experiments realitzats a diferents temps, els quals fins ara, presentaven moltes dificultats. “Els batch-effects que es produeixen quan les mostres es processen en diferents punts temporals, confonen enormement l’anàlisi i sovint condueixen a resultats falsos positius. La criopreservació permet el processament conjunt de mostres en el mateix lot, evitant aquests problemes i recolzant les anàlisis comparatives posteriors”, explica el Dr. Heyn i afegeix que “aquest estudi aborda els desafiaments tècnics i també l’actual limitació d’accessibilitat de les mostres. Esperem que contribueixi a ampliar l’abast de la recerca en cèl·lules individuals i que augmenti la solidesa dels resultats”.

• Article de referència:
Amy Guillaumet-Adkins, Gustavo Rodríguez-Esteban, Elisabetta Mereu, Maria Mendez-Lago, Diego A. Jaitin, Alberto Villanueva, August Vidal, Alex Martinez-Marti,Enriqueta Felip, Ana Vivancos, Hadas Keren-Shaul, Simon Heath, Marta Gut, Ido Amit, Ivo Gut and Holger Heyn. «Single-cell transcriptome conservation in cryopreserved cells and tissues». Genome Biology, 2017. DOI: 10.1186/s13059-017-1171-9