Un nuovo strumento mappa l'evoluzione del cancro con risoluzione a singola cellula / New Tool Maps Cancer Evolution at Single-Cell Resolution
Un nuovo strumento mappa l'evoluzione del cancro con risoluzione a singola cellula / New Tool Maps Cancer Evolution at Single-Cell Resolution
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Un nuovo strumento sviluppato dai ricercatori della Weill Cornell Medicine e dell'Università di Adelaide ha migliorato la capacità di tracciare più mutazioni genetiche registrando simultaneamente l'attività genica nelle singole cellule tumorali. La tecnologia, che ora può utilizzare diversi tipi di campioni patologici ed elaborare rapidamente un gran numero di cellule, ha permesso ai ricercatori di ottenere nuove informazioni su come i tumori evolvono verso una maggiore aggressività e resistenza alle terapie.
Descritto in un articolo pubblicato il 10 ottobre su Cell Genomics, il nuovo strumento, GoT-Multi, rappresenta un progresso di nuova generazione rispetto ad uno strumento precedente chiamato GoT (Genotyping of Transcriptomes). GoT era altamente innovativo, ma presentava dei limiti nel rilevamento di alcune mutazioni genetiche e nel numero di mutazioni che poteva rilevare contemporaneamente, ed era limitato a campioni di tessuto fresco o congelato. GoT-Multi supera sostanzialmente questi limiti e può gestire campioni di tessuto conservati con una sostanza chimica chiamata formalina ed inclusi in cera, un tipo di campione che costituisce una vasta risorsa scientifica nei laboratori di patologia ospedaliera di tutto il mondo. I ricercatori hanno evidenziato il potenziale di GoT-Multi utilizzandolo per rivelare nuovi dettagli su come una leucemia relativamente indolente possa evolvere in un linfoma aggressivo.
"Questa tecnologia ci offre un nuovo e sostanziale potere per rispondere ad importanti domande su come si evolvono i tumori, dall'inizio delle escrescenze neoplastiche precancerose alla trasformazione in malignità ed infine alla resistenza alla terapia", ha affermato la co-autrice senior dello studio, la Dott.ssa Anna Nam, professoressa associata di patologia e medicina di laboratorio presso la Gellert Family/John P. Leonard, MD Research Scholar in ematologia e oncologia medica e membro dell'Englander Institute for Precision Medicine e del Sandra and Edward Meyer Cancer Center presso la Weill Cornell Medicine.
L'altro coautore senior dello studio è il Dott. Luciano Martelotto, professore associato e responsabile del gruppo presso l'Adelaide Centre for Epigenetics dell'Università di Adelaide. I ricercatori post-dottorato Dott. Minwoo Pak e Dott.ssa Mirca Saurty-Seerunghen del laboratorio del Dott. Nam hanno co-diretto questo lavoro.
Il Dott. Nam, che è anche patologo presso il NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, ha guidato lo sviluppo dello strumento GoT alla fine degli anni 2010 come ricercatore post-dottorato nel laboratorio del Dott. Dan Landau, professore di medicina della Bibliowicz Family e membro dell'Englander Institute for Precision Medicine e del Sandra and Edward Meyer Cancer Center presso il Weill Cornell Medicine, nonché membro del corpo docente del New York Genome Center. GoT e GoT-Multi sono considerati strumenti "multi-omici a singola cellula" perché consentono ai ricercatori di registrare più livelli di informazioni da singole cellule.
In una sorprendente dimostrazione delle capacità uniche di GoT-Multi, i ricercatori lo hanno applicato a campioni di tessuto, incluso il tipo di campione che in precedenza non erano in grado di analizzare, di pazienti con leucemia linfatica cronica in transizione verso il linfoma a grandi cellule B, più maligno, un cambiamento noto come Trasformazione di Richter. Lo strumento ha permesso ai ricercatori di profilare decine di migliaia di singole cellule tumorali, monitorando la presenza di oltre due dozzine di diverse mutazioni genetiche ed osservando come queste mutazioni fossero correlate alle attività delle cellule – alcune cellule crescono più velocemente, altre alimentano l'infiammazione – durante l'evoluzione del cancro. Nel complesso, GoT-Multi ha illuminato questa progressione maligna come mai prima d'ora.
I ricercatori stanno ora applicando GoT-Multi ad un'ampia coorte di linfomi resistenti alla terapia, oltre ad utilizzarlo per mappare lo sviluppo di altri tumori e stati precancerosi. Si aspettano che le informazioni fornite da GoT-Multi suggeriscano nuove strategie terapeutiche.
ENGLISH
GoT-Multi tracks multiple gene mutations and activity in single cells, revealing how cancers evolve and resist therapy.
A new tool developed by Weill Cornell Medicine and the University of Adelaide investigators has enhanced the ability to track multiple gene mutations while simultaneously recording gene activity in individual cancer cells. The technology, which can now use diverse types of pathology samples and quickly process large numbers of cells, has enabled the investigators to glean new insights into how cancers evolve toward greater aggressiveness and therapy resistance.
Described in a paper published Oct. 10 in Cell Genomics, the new tool, GoT-Multi, is a next-generation advance over an earlier tool called GoT (Genotyping of Transcriptomes). GoT was highly innovative but limited in detecting certain gene mutations as well as the number of mutations it could detect at once, and it was restricted to fresh or frozen tissue samples. GoT-Multi substantially overcomes those limitations and can handle tissue samples preserved with a chemical called formalin and embedded in wax —a sample type that comprises a vast scientific resource in hospital pathology labs worldwide. The researchers highlighted GoT-Multi’s potential by using it to reveal new details of how a relatively indolent leukemia can evolve into an aggressive lymphoma.
“This technology gives us substantial new power to answer important questions about how cancers evolve, from the beginnings of pre-cancerous neoplastic outgrowths to transformation into malignancy and finally to therapy resistance,” said study co-senior author Dr. Anna Nam, an assistant professor of pathology and laboratory medicine, the Gellert Family/John P. Leonard, M.D. Research Scholar in Hematology and Medical Oncology, and a member of the Englander Institute for Precision Medicine and the Sandra and Edward Meyer Cancer Center at Weill Cornell Medicine.
The study’s other co-senior author was Dr. Luciano Martelotto, associate professor and team lead at the Adelaide Centre for Epigenetics, University of Adelaide. Post-doctoral fellows Dr. Minwoo Pak and Dr. Mirca Saurty-Seerunghen of Dr. Nam’s laboratory co-led this work.
Dr. Nam, who is also a pathologist at NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center, led the development of the GoT tool in the late 2010s as a postdoctoral researcher in the laboratory of Dr. Dan Landau, the Bibliowicz Family Professor of Medicine and a member of the Englander Institute for Precision Medicine and the Sandra and Edward Meyer Cancer Center at Weill Cornell Medicine, and a core faculty member of the New York Genome Center. GoT and GoT-Multi are considered “single-cell multi-omics” tools because they enable researchers to record multiple layers of information from individual cells.
In a striking demonstration of GoT-Multi’s unique capabilities, the researchers applied it to tissue samples, including the sample type they were formerly unable to analyze, from patients with chronic lymphocytic leukemia transitioning toward the more malignant large B-cell lymphoma—a change known as the Richter Transformation. The tool allowed the researchers to profile tens of thousands of individual tumor cells, tracking the presence of more than two dozen different gene mutations, and seeing how these mutations related to the cells’ activities—some cells growing faster, others stoking inflammation—as the cancer evolved. Overall, GoT-Multi illuminated this malignant progression as never before.
The researchers now are applying GoT-Multi to a large cohort of therapy-resistant lymphomas, as well as using it to map the development of other cancers and precancerous states. They expect the insights provided by GoT-Multi to suggest new therapeutic strategies.
Da:
https://www.technologynetworks.com/cancer-research/news/new-tool-maps-cancer-evolution-at-single-cell-resolution-405653
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