Cécile VERCHERAT : Single cell et Spatiale transcriptomique

Résumé :

Projet séquencage à l’échelle single cell.
Avancées :
– implémenter des solutions permettant de rendre ces technologies plus abordables et applicable sur tous types d’échantillons (frais, fixés, congelés)
– tester les technologies conservant la structure spatiale du tissu (transcriptomique spatiale), indispensable à la compréhension du fonctionnement tumoral
Nous avons récemment participé à la publication d’un article prouvant la possibilité de réaliser du séquençage à l’échelle single cell à partir de blocs fixés et archivés depuis plusieurs années, en collaboration avec des équipes internationales : https://www.nature.com/articles/s42003-024-07043-2

Projet détaillé :

Les approches permettant d’explorer le transcriptome à l’échelle de chaque cellule individuelle (single cell RNA sequencing) prennent de l’essor ces dernières années, avec l’implémentation de nouvelles technologies permettant d’optimiser les coûts et d’utiliser des tissus non accessibles jusqu’alors (ex : échantillons fixés). Grace à ces technologies, les chercheurs peuvent mieux appréhender l’hétérogénéité des cellules composant la tumeur et le microenvironnement, mieux comprendre le fonctionnement des cellules et déterminer leurs interactions potentielles, autant d’informations essentielles pour développer les futurs traitements de demain.

Cependant, ces technologies, nécessitant une dissociation des tissus, ne permettent pas d’appréhender l’organisation spatiale des tumeurs, élément fondamental pour comprendre leurs progressions, leurs évolutions et les réponses aux traitements. Nous avons mis en place de nouvelles technologies de transcriptomique spatiale associant le profil transcriptomique à la position sur une coupe de tissu. Ces technologies de type slide-seq permettent de capturer les ARNm à partir d’une large zone avec une résolution de 55µm ou plus récemment 2µm.

Ces améliorations, importantes en termes de résolution, nous permettent de mieux comprendre l’organisation spatiale des tissus et le fonctionnement global de ces zones, mais ne permet pas de considérer l’échelle de la cellule unique. Nous avons ainsi fait l’acquisition d’une nouvelle technologie spatiale de séquençage in situ (technologie Xenium commercialisée par 10X Genomics) offrant la capacité d’explorer l’expression de panel de gènes (jusqu’à 5000 gènes) avec une résolution sub-cellulaire. Cette technologie ouvre la voie à une meilleure compréhension des mécanismes de tumorigenèse et des interactions entre les cellules tumorales et le micro environnement, en associant les avantages de pouvoir considérer les cellules individuellement et de les positionner dans le tissu par rapport aux autres cellules. Cette technologie nous permettra de valider les interactions entre les cellules déterminées en single cell RNA sequencing et de déterminer la position des différents clones tumoraux et des cellules du micro environnement dans l’organisation des tumeurs. Outre le potentiel important de cette technologie pour la recherche fondamentale, nous envisageons de tester l’intérêt de cette technologie pour aider au diagnostic de patients avec des organisations tumorales atypiques ou d’autres ne répondant pas aux traitements habituellement utilisés afin de déterminer si cette association entre l’organisation spatiale de la tumeur et l’activité transcriptomique des cellules permet d’améliorer la prise en charge thérapeutique des patients.