توسط جورج امانوئل و جیانگ هی، بنیانگذاران علمی، ویزگن
در طول دهه گذشته، جامعه اطلس سلول های انسانی به چیزی دست یافته است که نسلی از زیست شناسی را تعریف می کند. در میان انواع بافت و وضعیت‌های بیماری، محققان هویت‌های سلولی را با وضوح تک سلولی فهرست‌بندی کرده‌اند، مجموعه‌های داده را در مخازن مشترک ذخیره کرده‌اند و زیرساخت مرجعی را ایجاد کرده‌اند که اکنون این زمینه به آن وابسته است.
این درک آنچه را که بعدا می آید مشخص می کند. عصر مقیاس پاداش اطلس: اندازه‌گیری تا آنجا که ممکن است در سلول‌های بیشتری، در نمونه‌های زیادی که ممکن است. زمین به وعده های خود عمل کرد. حالا سوال ها تغییر کرده است. جامعه دیگر نمی پرسد چه چیزی وجود دارد، بلکه می پرسد که چیست و چگونه آن را اصلاح کند. این تغییر به چیزی متفاوت از پلت فرم نیاز دارد: نه فقط پوشش، بلکه دقت فضایی و وفاداری زیستی مورد نیاز برای تبدیل مشاهدات اطلس به عمل.
حرکت از داده های سطح اکتشافی به داده های سطح تصمیم گیری
محققان با ایجاد اطلس فضایی از سلول‌هایی با غنا و وضوح عالی، نشان می‌دهند که داده‌های عملی می‌توانند نشان دهند که در برخی موارد جمعیت‌های سلولی را که به طور کامل توسط توالی‌یابی تک سلولی از دست داده‌اند شناسایی می‌کنند. در مطالعه اخیر اطلس پوست اندرو جی، MERSCOPE ویزگن انواع سلول‌های حساس به تفکیک، از جمله سلول‌های چربی و سبوسیت‌ها را که در داده‌های توالی‌یابی تک سلولی مربوطه نادیده گرفته شده بودند، ثبت کرد و همسایگی‌های بافت عملکردی را نشان داد که در رویکردهای مبتنی بر جذب RNA فضایی قابل مشاهده نیستند. یافته های مشابهی در مطالعات اطلس مغز، از جمله کارهای انجام شده در موسسه آلن، به دست آمده است. این قابلیت ها در حال حاضر اقدامات پایین دستی را امکان پذیر می کند: انتخاب اهداف دارویی و کشف نشانگرهای زیستی جدید.
به جای فناوری طراحی شده برای داده های اولیه با کیفیت اکتشافی با هدف پوشش دادن یک منطقه بزرگتر اما در عمق کم، داده های با کیفیت تصمیم به فناوری طراحی شده برای شناسایی رونوشت های کم فراوانی، نمایش ویژگی بالا با آنالیت های مورد علاقه، و حل وضعیت های سلولی نزدیک مرتبط نیاز دارد. هنگامی که مهم‌ترین رونوشت‌ها در سطوح بسیار پایین بیان می‌شوند (همانطور که بسیاری از ژن‌های مرتبط با عملکرد هستند)، محققان برای شناسایی آنها به فناوری حساسی نیاز دارند. این همان چیزی است که پلت فرم MERSCOPE Vizgen برای آن طراحی شده است.
نقشه برداری حجمی بافت با MERSCOPE. نمایش سه بعدی بافت ضخیم مغز که سلول‌های (سبز، قهوه‌ای، بنفش) را در نزدیکی رگ‌های خونی (قرمز) نشان می‌دهد، نشان می‌دهد که چگونه MERSCOPE معماری انواع سلول‌های اطراف عروق را مشخص می‌کند و بینشی در مورد سد خونی مغزی ارائه می‌دهد.
بعد جدید: نقشه برداری حجمی بافت
اطلس هایی که محققان با MERSCOPE می سازند، غنی هستند، اما در دو بعد وجود دارند. قدرت زیست شناسی فضایی در مشاهده نحوه سازماندهی و تعامل سلول ها با بافت ها است، اما اندازه گیری های دو بعدی تنها کسری از این سازمان را نشان می دهد. اندازه‌گیری تک صفحه‌ای می‌تواند رویدادهای حیاتی در زیست‌شناسی را از دست بدهد، زیرا جمعیت‌های سلولی مربوطه در اعماق خاص و در همسایگی‌های حجمی قرار دارند: فقط یک سوم همسایه‌های حجمی اطراف هر سلول گرفته می‌شوند. فعل و انفعالات سلولی نادری که می‌تواند منجر به بیماری، عملکرد مدار اتصال یا نشانه‌گذاری آسیب‌پذیری درمانی شود، اغلب در یک زمینه سه بعدی یافت می‌شود و تنها تجزیه و تحلیل حجمی می‌تواند جایگاه‌ها و محله‌های سلولی کاملی را که باعث پیشرفت بیماری و تعدیل پاسخ دارویی می‌شوند، تعریف کند.
به جای ادامه انباشت داده های فضایی دوبعدی در توان عملیاتی بالاتر که در نهایت باید با رویکردهای حجمی بازسازی شوند، برخی از محققان به سازماندهی بافت سه بعدی با نقشه برداری بافت حجمی نگاه می کنند. داده‌های اولیه سیستم MERSCOPE Ultra Vizgen از بخش‌های بافتی با ضخامت 50 میکرومتر، توانایی مشاهده روابط فضایی بین انواع سلول‌ها، همسایگان آنها و ویژگی‌های معماری را نشان می‌دهد که رویکردهای مقطع نازک به طور مداوم از دست می‌دهند. تجزیه و تحلیل حجمی Vizgen که در ابتدا از طریق Lab Services در دسترس است، کلاس کاملاً جدیدی از تجربیات جستجوی اطلس را باز خواهد کرد.
تصویربرداری پروتئین مولتی پلکس با MERSCOPE. رنگ آمیزی پروتئین های 12-plex (PD-1، CD11b، Vimentin، CD8، CD45، CD11c، CD3، Ki67، PDL1، CD163، CD4، و CD14) در لوزه FFPE انسان، نشان دهنده توانایی MERSCOPE در تشخیص بیومارکرهای پروتئینی هدف است.
بعد جدید دیگر: پروتئومیکس شخصی
برای تعمیق اطلس های سلولی، افزودن ابعاد فضایی کافی نیست. محققان به طور فزاینده‌ای به ابعاد مولکولی نیاز دارند تا ببینند پروتئین‌ها در کجا قرار می‌گیرند، زیرا این پروتئین‌ها هستند، نه رونوشت‌ها، که در نهایت عملکرد بیولوژیکی را انجام می‌دهند و چگونه امضاهای RNA و پروتئین در بافت بافتی مشابهی با هم مرتبط هستند. قابلیت مولتیومیک بومی MERSCOPE دقیقاً این امکان را فراهم می کند: تشخیص پروتئین هدفمند و قابل تنظیم و همچنین پروفایل RNA در همان بخش بافت.
این رویکرد منعکس کننده همان فلسفه عمق بر وسعت است. MERSCOPE به جای اندازه‌گیری صدها هدف پروتئینی از پیش تعیین‌شده، تشخیص باکیفیت بیومارکرهای خاص مورد علاقه را به محققان ارائه می‌دهد. همه آنها حول سوال بیولوژیکی خود طراحی شده اند، نه یک کاتالوگ استاندارد از یک تامین کننده. در مطالعات تصمیم‌گیری که در آن سؤالات فرضیه محور هستند و زیست‌شناسی حول تعاملات سلول-سلول و حالت‌های عملکردی خاص می‌چرخد، چنین قابلیتی به حرکت از اطلس به عمل کمک می‌کند.
انتقال در حال انجام است
جامعه اطلس سلولی نقشه را ساخت. دوره بعدی فراتر می رود: به محور Z، به پروتئوم، به زیست شناسی خاصی که به بیماری و اقدامات درمانی دامن می زند. ابزارهای این انتقال اینجا هستند.
