Atlas celular definido molecularmente y con resolución espacial de todo el cerebro de ratón

Área de la Ciencia:

• La neurociencia
• La genómica
• Biología de sistemas

Sus antecedentes:

• Los cerebros de los mamíferos poseen complejas redes celulares cruciales para la función.
• La comprensión de las bases moleculares y celulares del cerebro se ve obstaculizada por la diversidad y la organización celular.
• La transcriptómica de una sola célula con resolución espacial ofrece nuevas vías para mapear la arquitectura celular.

Objetivo del estudio:

• Para generar un atlas celular completo y de alta resolución de todo el cerebro de ratón adulto.
• Mapear la organización espacial de los tipos de células definidas molecularmente.
• Para inferir las interacciones célula-célula y su base molecular dentro del cerebro.

Principales métodos:

• Fluorescencia robusta a errores multiplexada en hibridación in situ (MERFISH) para imágenes genéticas a través de ~ 10 millones de células.
• Integración de MERFISH con la secuenciación de ARN de una sola célula para el perfil del transcriptoma completo.
• Registro del atlas de células en un marco común de coordenadas para el análisis espacial.

Principales resultados:

• Creación de un atlas celular con más de 5.000 grupos celulares transcripcionalmente distintos y más de 300 tipos principales de células.
• Mapeo de alta resolución molecular y espacial de los tipos de células en todo el cerebro de ratón.
• Identificación de módulos espaciales, gradientes e inferencia de cientos de interacciones específicas del tipo de célula.
• Predicción de las interacciones ligando-receptor y las implicaciones funcionales.

Conclusiones:

• El estudio proporciona un recurso fundamental para comprender la arquitectura molecular y celular del cerebro.
• El atlas celular permite la cuantificación sistemática de la composición y organización celular en las regiones cerebrales.
• Este trabajo facilita las investigaciones funcionales de los circuitos neuronales en la salud y la enfermedad.