Come caratterizzare l’identità cellulare attraverso il sequenziamento dell’RNA monocellulare
La comprensione del corredo genetico delle singole cellule è fondamentale per determinare come queste si differenziano in condizioni come il cancro e i disturbi immunitari e metabolici. Negli ultimi anni si è assistito ad un crescente interesse per i bersagli terapeutici degli acidi ribonucleici (RNA), un intermediario chiave nell’espressione delle informazioni genetiche, grazie al loro ruolo centrale nei processi biologici. Parzialmente sostenuto dai due progetti finanziati dall’UE CHROMABOLISM ed EpigenomeProgramming, un team di ricercatori ha sviluppato una tecnica per analizzare più precisamente l’effetto di specifici farmaci sul tessuto pancreatico isolato utilizzando un raffinato metodo di sequenziamento dell’RNA monocellulare. I ricercatori hanno pubblicato il loro studio sulla rivista «Genome Biology». In un comunicato stampa dell’istituzione ospitante dei progetti CHROMABOLISM ed EpigenomeProgramming, il Centro di ricerca per la medicina molecolare dell’Accademia austriaca delle scienze (CeMM), si afferma: «Il loro studio… descrive la tecnica che hanno sviluppato per superare il problema della contaminazione delle molecole di RNA nella trascrittomica monocellulare, che ha permesso di ottenere risultati accurati delle risposte dinamiche dei farmaci nelle cellule pancreatiche». Si aggiunge inoltre: «Questi risultati sosterranno lo sviluppo di terapie farmacologiche mirate per il trattamento del diabete di tipo 1 in futuro». La trascrittomica si riferisce allo studio dei trascrittomi: trascrizioni dell’intero RNA presente in una singola cellula o in una popolazione di cellule, per indagare le espressioni geniche. Come spiegato nello stesso comunicato stampa, le regioni del pancreas che contengono le sue cellule endocrine (produttrici di ormoni), note come isolotti di Langerhans, contengono cellule beta, alfa e delta. Le cellule beta secernono insulina, un ormone che svolge un ruolo importante nella regolazione del metabolismo del glucosio. Nel caso del diabete di tipo 1, una malattia cronica, «il sistema immunitario del corpo attacca erroneamente e distrugge le cellule beta produttrici di insulina del pancreas», come si legge nel comunicato stampa. «La medicina rigenerativa mira a ricostituire la massa delle cellule beta, e quindi a sostenere e, in ultima analisi, a sostituire le attuali terapie di sostituzione dell’insulina. Anche le alterazioni della composizione dell’isolotto, tra cui l’insufficiente funzione delle cellule beta e la dedifferenziazione delle cellule beta, contribuiscono al diabete di tipo II». Continua: «Pertanto, una comprensione più profonda dell’identità e della diafonia dei diversi tipi di cellule insulari porta a una migliore caratterizzazione di entrambe le forme di diabete e può contribuire allo sviluppo di nuovi concetti terapeutici».
Una tecnica potente
Secondo il comunicato stampa del CeMM, anche se ci sono stati recenti progressi nella profilazione del trascrittoma monocellulare, questi «approcci rimangono tecnologicamente impegnativi, dato che la minuscola quantità di RNA presente è completamente esaurita nell’esperimento. Pertanto, è essenziale garantire la qualità e la purezza dei trascrittomi delle singole cellule risultanti». Il comunicato stampa spiega come i ricercatori abbiano «identificato un’espressione ormonale inaspettatamente elevata in tipi di cellule non endocrine, sia nel proprio set di dati che in altri studi pubblicati su singole cellule». Aggiunge che i ricercatori desideravano chiarire «se questo potesse essere il risultato della contaminazione da molecole di RNA, per esempio da cellule morenti, e come potesse essere rimossa per ottenere un set di dati più affidabile». Il loro obiettivo «era quello di sviluppare, convalidare e applicare un metodo per determinare sperimentalmente ed eliminare computazionalmente tale contaminazione». Il progetto CHROMABOLISM (Chromatin-localized central metabolism regulating gene expression and cell identity) si concentra sulla facilitazione dell’indagine delle vulnerabilità associate alla cromatina ad un livello di profondità senza precedenti. Il progetto EpigenomeProgramming (An experimental and bioinformatic toolbox for functional epigenomics and its application to epigenetically making and breaking a cancer cell) guarda al ruolo dell’epigenetica nel cancro. Per maggiori informazioni, consultare: progetto CHROMABOLISM progetto EpigenomeProgramming
Parole chiave
CHROMABOLISM, EpigenomeProgramming, diabete di tipo 1, acido ribonucleico, trascrittoma