La evolución del tumor y las interacciones del microambiente en el espacio 2D y 3D

Área de la Ciencia:

• Biología del Cáncer y Ómicas Espaciales

Sus antecedentes:

• Comprender las interacciones espaciales entre células cancerosas y no cancerosas es crucial para descifrar la heterogeneidad y la evolución del tumor.
• Los microambientes tumorales son complejos, con una organización espacial que influye en la progresión del cáncer y la respuesta al tratamiento.

Objetivo del estudio:

• Investigar la organización espacial y las interacciones celulares dentro de diversos tipos de tumores utilizando perfiles espaciales multi-ómicos.
• Definir y caracterizar las microrregiones tumorales y los subclones espaciales basados en la composición celular y las alteraciones genéticas.
• Explorar la arquitectura espacial tridimensional de los tumores y su relación con la infiltración y el agotamiento de las células inmunes.

Principales métodos:

• Transcriptómica espacial (ST) de Visium en 131 secciones tumorales de 6 tipos de cáncer.
• Integración con datos de secuenciación de ARN de un solo núcleo (snRNA-seq) y detección conjunta mediante indexación (CODEX).
• Reconstrucción 3D utilizando secciones ST en serie y aplicación de aprendizaje profundo para el análisis del microambiente inmune.

Principales resultados:

• Se definen "microrregiones tumorales" y "subclones espaciales" con distintas alteraciones genéticas y actividades oncogénicas.
• Gradientes espaciales de actividad metabólica y patrones de presentación de antígenos identificados dentro de las microrregiones.
• Infiltración de células inmunes variable caracterizada, con células T dentro de las microrregiones y macrófagos en los límites; identificación de vecindarios inmunes calientes/fríos y marcadores de agotamiento inmunológico en 3D.

Conclusiones:

• La organización espacial y las interacciones dentro de las microrregiones y subclones tumorales tienen un impacto significativo en la biología tumoral.
• La arquitectura 3D del tumor influye en la distribución de las células inmunes y las estrategias de evasión inmunológica.
• Este estudio proporciona un marco integral para comprender la evolución espacial del tumor y la dinámica del microambiente.