Laboratoire de Cold Spring Harbor (CSHL) et Veranome Biosystems LLC, une société d’Applied Materials, collaborent pour apporter des solutions d’ingénierie de l’industrie de la fabrication de semi-conducteurs aux neurosciences. Veranome accorde une licence aux technologies de cartographie cérébrale et de transcriptomique spatiale (caractérisation cellulaire) du CSHL basées sur des méthodes de séquençage in situ.
Professeur CSHL Anthony Zador a développé des technologies de cartographie qui identifient les connexions des cellules cérébrales individuelles, identifient l’emplacement d’une cellule et déterminent la fonction spécifique de cette cellule. Des schémas de câblage détaillés (connectomes) pour le cerveau sont essentiels pour comprendre le développement, la fonction et la maladie du cerveau. Cette nouvelle collaboration a le potentiel d’accélérer l’acquisition de ces données de câblage et fonctionnelles.
Cartographie cérébrale : dans cette section d’un cerveau de souris, BARseq2 détecte l’ARN de dizaines de gènes dans des milliers de neurones. Chaque couleur illumine un ensemble différent de gènes. Crédit image : Xiaoyin Chen et le laboratoire Yu-Chi Sun/Zador
Les technologies de Zador, appelées MAPseq et BARseq, utilisent des codes-barres génétiques, ou de courtes séquences d’ADN et d’ARN, pour tracer simultanément des milliers de circuits cérébraux. Cette approche augmente le nombre de connexions neuronales qui peuvent être tracées à la fois par rapport aux méthodes traditionnelles basées sur la microscopie qui s’appuient sur des marqueurs ou des colorants fluorescents pour tracer l’activité neuronale.
La palette de colorants pour ces traces est limitée, de sorte que les scientifiques ne peuvent injecter que quelques colorants de couleurs différentes dans deux ou trois parties du cerveau à la fois. Ils doivent répéter ce processus, dans de nouvelles régions, pour voir plus de connexions, ce qui ajoute du temps et des dépenses au processus. L’approche technologique de séquençage du génome de Zador tire parti de la plus grande diversité de codes-barres génétiques et permet aux chercheurs d’étiqueter simultanément de nombreux neurones et régions du cerveau.
MAPseq marque chaque neurone avec un code-barres génétique unique afin que les chercheurs puissent déterminer où un neurone se projette en disséquant les régions cérébrales d’intérêt et en recherchant le code-barres. BARseq est la prochaine génération de MAPseq, permettant de séquencer des codes-barres dans un tissu, fournissant une méthode de séquençage in situ dans les neurones. Cette approche, appelée transcriptomique spatiale, préserve les informations anatomiques et permet aux scientifiques d’examiner la connectivité cellulaire à une plus grande résolution, ce qui a plusieurs applications possibles, notamment le typage cellulaire et la cartographie cérébrale.
Veranome Biosystems a développé l’analyseur spatial Veranome qui fournit une résolution spatiale sous-cellulaire de centaines de cibles d’ARN, ainsi que des biomarqueurs protéiques pour caractériser les types de cellules et comprendre les interactions cellulaires au sein de l’architecture tissulaire. Cet analyseur permet une compréhension approfondie de l’organisation moléculaire des tissus sains et malades.
Selon Zador, les limites des méthodes MAPseq et BARseq sont les nombreuses étapes complexes impliquées dans le processus. « La personnalisation requise pour collecter les données sur les neurones à l’aide des méthodes de code-barres génétiques est comme une forme d’art », déclare Zador, « Cela rend ces technologies puissantes difficiles à déployer. Je suis enthousiasmé par le potentiel de l’automatisation pour simplifier et accélérer la collecte et l’analyse des données. »
La source: CSHL
