Besser kennenlernen dank intelligenter Analyse

Um etwas genau zu erkennen, muss man manchmal sehr nahe herangehen. In diesem Sinne träumen Biologen und Genetiker schon lange davon, Genprofile auf der Ebene der Einzelzelle zu analysieren, doch aufgrund von Einschränkungen der verfügbaren Technologie mussten sie sich damit b...

Um etwas genau zu erkennen, muss man manchmal sehr nahe herangehen. In diesem Sinne träumen Biologen und Genetiker schon lange davon, Genprofile auf der Ebene der Einzelzelle zu analysieren, doch aufgrund von Einschränkungen der verfügbaren Technologie mussten sie sich damit begnügen, sie aus größerer Entfernung anzuschauen.

Aber jetzt hat eine Forschungsgruppe aus Schweden und den Vereinigten Staaten gezeigt, dass eine neuartige Genomsequenzierungsmethode namens "Smart-Seq" den Wissenschaftlern bei der eingehenden Analyse von klinisch relevanten Einzelzellen helfen kann.

In ihrem Artikel in der Zeitschrift Nature Biotechnology präsentieren die Forscher die möglichen Anwendungen von Smart-Seq. Dazu gehört auch, die Komplexität der Entwicklung von Tumoren besser zu verstehen.

Die Arbeit wurde durch das von der EU geförderte Projekt SINGLE-CELL GENOMICS ("Single-cell gene regulation in differentiation and pluripotency") unterstützt, das mit 1.654.383 EUR durch den Europäischen Forschungsrat (ERC) finanziert wurde.

Der Autor der Studie Dr. Rickard Sandberg vom Ludwig Institut für Krebsforschung in Schweden kommentiert: "Obwohl es sich hier um vorläufige Ergebnisse handelt, haben wir gezeigt, dass die Untersuchung von einzelnen, klinisch relevanten Zellen möglich ist. Krebsforscher auf der ganzen Welt werden nun in der Lage sein, diese Zellen systematischer zu analysieren, damit sie künftig bessere Methoden zur Diagnose und Therapie entwickeln können."

Frühere Studien haben gezeigt, dass es häufig vorkommt, dass ein Gen zu verschiedenen Formen des gleichen Proteins durch unterschiedliche Cut-and-Paste-Konfigurationen seiner Rohkopie führen kann. Das Phänomen wird Spleißen genannt und bedeutet, dass Zellen aus demselben Gewebe nicht so homogen sind wie bisher angenommen.

Diese neue Studie ist einen Schritt weiter gegangen und hat eine Methode für die komplette Abbildung der Genexpression einzelner Zellen entwickelt. Indem gezeigt wird, welche Gene aktiv sind, ist es nun möglich, Unterschiede in der Genexpression zwischen den einzelnen Zellen, die aus dem gleichen Gewebe stammen, genau zu beschreiben und zu untersuchen.

Dr. Sandberg fährt fort: "Die Wissenschaftler warten bereits lange auf eine derartige Methode, aber wegen technischer Grenzen konnte bislang keine ausreichend empfindliche und robuste Methode entwickelt werden. Das Verfahren kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Dazu gehört auch die Krebsforschung, wo es verwendet werden kann, um zu untersuchen, welche Zelltypen bei einzelnen Patienten Tumore bilden.

Die Forscher untersuchten Tumorzellen im Blut eines Patienten mit wiederkehrendem malignen Melanom. Nachdem sie die Tumorzellen in einem normalen Bluttest identifiziert hatten, verwendete das Team Smart-Seq, um die Genexpression zu analysieren. Mit dieser Methode konnten sie zeigen, dass die Tumorzellen wichtige Membranproteine aktiviert hatten, durch die es den Tumorzellen gelingt, das körpereigene Überwachungssystem zu überlisten und sich im Blut oder in der Lymphe auszubreiten.

Das Hauptziel des SINGLE-CELL GENOMICS Projekt, das bis 2015 läuft, ist, ein besseres Verständnis der Genregulation während der In-vivo-Differenzierung und in pluripotenten Zellen zu erlangen, indem einzelne Zellen aus murinen Präimplantationsembryonen untersucht werden, einem Modellsystem mit einer natürlichen Einzelzellenauflösung und einem erheblichen biologischen und medizinischen Potenzial.Weitere Informationen finden Sie unter: Karolinska Institutet: http://ki.se/ki/jsp/polopoly.jsp;jsessionid=asbIXwZ9FhR62Gog5I?l=en&d=130

Länder

Schweden, Vereinigte Staaten