RamanOmics decodifica la arquitectura molecular vibracional espacial y la reconfiguración en el envejecimiento y la...

Área de la Ciencia:

• Bioquímica
• Biología Molecular
• Genómica
• Biofísica

Sus antecedentes:

• El envejecimiento y la reparación de tejidos implican un remodelado complejo y espacialmente variado en los niveles molecular y celular.
• Las definiciones actuales de envejecimiento y senescencia a menudo utilizan marcadores aislados, perdiendo la coevolución de los estados bioquímicos y transcripcionales.
• Comprender estos estados integrados es crucial para descifrar los mecanismos de envejecimiento y reparación de tejidos.

Objetivo del estudio:

• Presentar RamanOmics, un marco multimodal que integra imágenes Raman con secuenciación de ARN de núcleo único y transcriptómica espacial.
• Mapear la arquitectura bioquímica y molecular espacial del envejecimiento y la senescencia en tejidos intactos.
• Desarrollar un método para la identificación y caracterización no destructiva in situ de células senescentes.

Principales métodos:

• Integración de imágenes Raman sin etiquetas con secuenciación de ARN de núcleo único (snRNA-seq) y transcriptómica espacial.
• Aplicación del marco RamanOmics a tejidos de pulmón y piel de ratón.
• Desarrollo de un código de barras multimodal basado en aprendizaje automático para integrar cuantitativamente datos bioquímicos y transcripcionales.

Principales resultados:

• RamanOmics generó mapas bioquímico-moleculares resueltos espacialmente del envejecimiento y la senescencia.
• Identificó programas de senescencia específicos del tejido en el pulmón (remodelación de la MEC, señalización TGF-β) y la piel (queratinización, homeostasis de la barrera).
• Descubrió un perfil bioquímico conservado vinculado a ácidos grasos ramificados y una firma Raman que marca las células senescentes en todos los tejidos.
• Demostró la reactivación coordinada de los programas de reparación de barreras en las células senescentes durante la cicatrización de heridas.

Conclusiones:

• RamanOmics proporciona un marco potente para el perfilado multimodal de estados celulares en el envejecimiento y la reparación de tejidos.
• El estudio revela firmas moleculares y bioquímicas conservadas y específicas del tejido de la senescencia.
• Este enfoque permite la identificación no destructiva in situ de la senescencia y ofrece información sobre los procesos dinámicos de remodelación tisular.