Ny metod ger bättre information om vilka gener som är aktiva

Forskare vid Karolinska Institutet och KTH har utarbetat en ny metod för kunna studera vilka gener som är aktiva i en vävnad med hög upplösning. Metoden kan användas på alla typer av vävnader och är värdefull för både grundforskning och cancerdiagnostik. Resultatet publiceras nu i tidskriften Science.

Vid olika sjukdomar förändras uppsättningen av RNA-molekyler och proteiner i kroppens vävnader. Med hjälp av mikroskop studeras rutinmässigt vävnadsprover inom forskning och sjukvård i syfte att öka kunskap och ställa diagnoser. Men hittills har man bara kunnat få kunskap om huruvida en viss RNA-molekyl finns i ett vävnadsprov, inte i vilken del av vävnadsprovet den finns.

I ett samarbete på SciLifeLab, mellan professorerna Jonas Frisén på KI och Joakim Lundeberg på KTH, har forskarna lyckats utveckla en ny metod som erbjuder en analys av mängden av alla RNA-molekyler kombinerat med spatial information från mikroskopet.

- Genom att placera vävnadssnitt på ett glas där vi har placerat DNA-snuttar med inbyggda adresslappar, så kan vi märka in de RNA-molekyler som bildas av aktiva gener. När vi analyserar förekomsten av RNA-molekyler i provet så visar adresslapparna var i snittet molekylerna befann sig och vi kan få högupplöst information om var i provet olika gener är aktiva, beskriver Jonas Frisén.

Forskningsresultatet har betydelse även när det kommer till att ställa mer precisa diagnoser. Idag tar man ett vävnadsprov, maler ned det och analyserar blandningen av alla celler. Risken finns att man då missar ett fåtal cancerceller som dränks av signalen från alla andra celler i provet.

- Med vår metod fångar vi upp tumörsignalen då den inte späds ut. Detta genom att olika delar av vävnadsprovet har sina specifika adresslappar kan man identifiera ett fåtal tumörceller, säger Jonas Frisén.

Metoden kan användas på alla typer av vävnader, och för att undersöka hjärtmuskeln vid hjärtsvikt, reumatism, hjärntumörer hos barn, hudcancer, Alzheimer med mera. Inom cancerdiagnostik, framför allt bröstcancer, kan den ge ökad förståelse för sjukdomens heterogenitet.

Vad hoppas du att er metod ska leda till?

- Den ger möjlighet att studera vilka gener som är aktiva i vävnader med större upplösning och precision än tidigare har varit möjligt. Det är värdefullt i både grundforskning och diagnostik, säger Jonas Frisén.

Forskningen har finansierats genom stöd från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning, Vetenskapsrådet, Cancerfonden, Karolinska Institutet, Tobias Stiftelsen, Torsten Söderbergs Stiftelse, Ragnar Söderbergs Stiftelse, StratRegen, Åke Wibergs Stiftelse och Jeanssons Stiftelser.

Toppbilden: Till vänster visas normal analys av bröstcancervävnad i mikroskåp med infärgning. I mitten visas hur forskarna fångar genaktivitet ned på en glasyta som helt överlappar med de strukturer som man normalt ser i mikroskåpet. Detta är forskarnas metod. Till höger syns hur forskarna kan ta fram unika genaktivitetsmönster som representerar olika delar av vävnaden.

Publikation

Visualization and analysis of gene expression in tissue sections by spatial transcriptomics
Patrik L. Ståhl, Fredrik Salmén, Sanja Vickovic, Anna Lundmark, José Fernández Navarro, Jens Magnusson, Stefania Giacomello, Michaela Asp, Jakub O. Westholm, Mikael Huss, Annelie Mollbrink, Sten Linnarsson, Simone Codeluppi, Åke Borg, Fredrik Pontén, Paul Igor Costea, Pelin Sahlén, Jan Mulder, Olaf Bergmann, Joakim Lundeberg, Jonas Frisén.
Science, published online 1 July 2016, doi: 10.1126/science.aaf2403.