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Die Software zur Datenanalyse des GeoMx DSP ermöglicht eine einfache Visualisierung und Interpretation von Daten. Zusätzlich zu quantitativen Profiling-Daten können hochauflösende Bilder angezeigt werden. Dies ermöglicht eine Interaktion mit jedem Datensatz in Echtzeit.

Wie funktioniert der GeoMx DSP?

Das Assay basiert auf RNA-Proben und spaltbaren Oligonukleotid-Tags. Im Anschluss an die Hybridisierung der Proben in formalinfixierte, in Paraffin eingebettete (FFPE) Gewebeschnitte werden die Oligonukleotid-Tags aus diskreten ausgewählten Bereichen des Gewebes mittels UV-Belichtung freigegeben. Die freigegebenen Tags werden anschließend mithilfe von RNAseq oder eines standardmäßigen nCounter-Assays quantifiziert und die Ergebnisse werden auf den Bereich des Gewebes angewandt. Dadurch ergibt sich ein räumlich aufgelöstes, digitales Profil der Menge an Analyten.1

Abbildung der Schritte: 1. Färben 2. ROI auswählen 3. UV-Spaltung 4. Sammeln und verteilen 5. Zählung in einer Zeitleiste. Abbildung des Prozesses


Anwendungen des GeoMx DSP2

  • Entdeckung von Biomarkern, die therapeutische Reaktionen vorhersagen
  • Profilerstellung unterschiedlicher Bereiche oder Zelltypen innerhalb der Mikroumgebung des Tumors
  • Ermittlung der Wirkungsmechanismen eines Wirkstoffs
  • Ermittlung, auf welche Gene sich ein Wirkstoff in spezifischen Bestandteilen eines Gewebes auswirkt
  • Identifizierung molekularer Subtypen für Krankheiten
  • Erhalt von Erkenntnissen über die Mechanismen und Progression von Krankheiten
  • Erhalt von Erkenntnissen über präklinische Modelle

Technical spotlight

Untersuchung der Heterogenität von Gewebe mithilfe von räumlichem transkriptomischem Profiling

With the goal of understanding and improving anti-tumor immune response in the TME, we used the GeoMx® DSP platform to examine the effects of anti-mPD-1 therapy on CD45+ immune cells and PanCK+ tumor cells within the TME of the subcutaneous (SC) MC38-NCI.TD1 murine colon carcinoma model.

Untersuchung der Heterogenität von Gewebe mithilfe von räumlichem transkriptomischem Profiling

Morphology marker stained MC38 NCI.TD1 tumor section demonstrates the regions of interest segmented into areas of illumination (AOIs) containing CD45+ immune cells in proximity to high- versus low-PanCK expressing tumor cells. Volcano plots show the transcriptomic modulation of such AOIs in isotype control and anti-mPD-1 antibody treated MC38-NCI.TD1 tumors.

Vorteile des GeoMx DSP

Räumliche Auflösung

Der GeoMx DSP liefert hochauflösende räumliche Informationen, die es Forschern ermöglichen, die Genexpression innerhalb komplexer Gewebe auf zellulärer und subzellulärer Ebene zu analysieren. Dieser räumliche Zusammenhang ist von entscheidender Bedeutung, um ein umfassendes Verständnis über die funktionelle Organisation und Interaktionen zwischen unterschiedlichen Zelltypen zu erlangen.

Multiplex-Analyse

Der GeoMx DSP ermöglicht eine Multiplex-Analyse von über 21.000 RNA-Zielen gleichzeitig. Diese Effizienz ermöglicht nicht nur erhebliche Zeit- und Ressourceneinsparungen, sondern bietet ebenfalls umfassendere Einblicke auf molekularer Ebene und ermöglicht ein umfassendes Verständnis der Genexpression.

Zelluläre Heterogenität

Im Gegensatz zur allgemeinen RNA-Analyse ermöglicht der GeoMx DSP die Identifizierung und Profilerstellung individueller Zelltypen innerhalb einer Gewebeprobe. Dies stellt insbesondere bei heterogenen Gewebearten wie Tumoren einen enormen Vorteil dar, bei denen ein umfangreiches Verständnis der spezifischen Genexpression unterschiedlicher Zellpopulationen für die Entdeckung von Präzisionsmedizin und Biomarkern entscheidend ist.

Kompatibilität mit vorhandenen Technologien

Der GeoMx DSP ist mit anderen Verfahren zur molekularen Analyse kompatibel, einschließlich der traditionellen RNA-Sequenzierung. Dank dieser nahtlosen Integration können Forscher räumliche Informationen mit genomischen Daten kombinieren und so von einer umfassenderen ergänzenden Analyse profitieren.

Einblicke in die Gewebearchitektur

Der GeoMx DSP liefert detaillierte Erkenntnisse über die Genexpression innerhalb der Gewebearchitektur und die Organisation und Struktur biologischer Proben. Diese Informationen sind von entscheidender Bedeutung, um räumliche Zusammenhänge zu identifizieren und ein umfassendes Verständnis über die unterschiedliche Genexpression in den verschiedenen Bereichen eines Gewebes zu erlangen.

Anpassbare Panels

Forscher können mit dem GeoMx DSP perfekt an spezifische Gene oder Wege angepasste Panels und Experimente entwickeln, um die einzigartigen Anforderungen ihrer Studien zu erfüllen. Diese Flexibilität ist ein Beweis dafür, dass sich die sehr vielfältige Plattform für eine Vielzahl an Forschungsanwendungen nutzen lässt.

Biomarker-Ermittlung

Der räumliche Ansatz des GeoMx DSP fördert die Entdeckung von Biomarkern, die bei der allgemeinen RNA-Analyse möglicherweise nicht entdeckt werden. Dies ist essenziell für die Identifizierung potenzieller therapeutischer Ziele und diagnostischer Marker für Krankheiten.

Klinische Relevanz

Der GeoMx DSP ermöglicht die Analyse klinischer Proben, einschließlich FFPE-Gewebe, und eignet sich somit perfekt für die translationale Forschung und klinische Studien. Diese Funktion steigert den potenziellen Einfluss des GeoMx DSP auf die Entwicklung diagnostischer Instrumente und personalisierter Medizin.

Einzelzellanalyse

Der GeoMx DSP ermöglicht eine Studie der einzigartigen Genexpressionsprofile einzelner Zellen. Diese Granularität ist besonders wertvoll für die Entschlüsselung der Komplexität biologischer Systeme und kann zu präziseren und gezielteren therapeutischen Interventionen führen.

Tools zur Datenvisualisierung

Die Plattform verfügt über fortschrittliche Tools zur Datenvisualisierung, die die Interpretation von Genexpressionsdaten im räumlichen Zusammenhang vereinfachen. Forscher können detaillierte Maps und visuelle Repräsentationen entwickeln, die eine intuitive und umfassende Analyse komplexer biologischer Proben unterstützen.

Häufig gestellte Fragen zum GeoMx DSP

Der GeoMx DSP bietet gegenüber der traditionellen allgemeinen RNA-Analyse zahlreiche Vorteile und revolutioniert den Bereich der räumlichen Genomik. Im Gegensatz zur allgemeinen RNA-Analyse ermöglicht es der GeoMx DSP Forschern, in einer räumlichen Auflösung komplexe Gewebe zu analysieren und im Zusammenhang der Gewebearchitektur eine detaillierte Map der Genexpression bereitzustellen. Dieser räumliche Ansatz ermöglicht ein detaillierteres Verständnis der zellulären Heterogenität und Interaktionen innerhalb einer Probe und liefert Erkenntnisse über die räumliche Organisation der Genexpression. Der GeoMx DSP ermöglicht durch die Berücksichtigung des räumlichen Zusammenhangs eine Identifizierung zellspezifischer Genexpressionsprofile und Biomarker, die bei der allgemeinen RNA-Analyse möglicherweise nicht entdeckt werden. Darüber hinaus eignet sich der GeoMx DSP besonders zur Untersuchung heterogener Proben wie Tumore, bei denen räumliche Informationen von entscheidender Bedeutung sind, um umfassende Einblicke auf molekularer Ebene zu erhalten. Der GeoMx DSP stellt einen erheblichen Fortschritt in der genomischen Forschung dar, da er im Vergleich zur herkömmlichen allgemeinen RNA-Analyse ein umfassenderes und detaillierteres Verständnis über biologische Systeme ermöglicht.

Die Durchflusszytometrie ist die ideale Methode zur Analyse durch Immuntherapeutika verursachter Effekte in Immunzellen in dem Tumor. Allerdings kann die Durchflusszytometrie aktivierte Immunzellen in unterschiedlichen Bereichen in der Mikroumgebung des Tumors (TME) nicht differenzieren. Aufgrund der Heterogenität der TME ist es von entscheidender Bedeutung, Immunzellen zu visualisieren und zu untersuchen, die in direktem Kontakt zu Tumorzellen stehen. Mit der Durchflusszytometrie können immunmodulierende Reaktionen in den mit Tumorzellen in Kontakt stehenden Immunzellen nicht untersucht werden. Mithilfe des GeoMx DSP können spezielle Zelltypen in Bereichen von Interesse (ROI) ausgewählt werden, die mittels morphologischer Marker identifiziert werden. Anschließend können die ROI und zellspezifische immunmodulierende Reaktionen analysiert werden.

  • Tumorzellen
    • Krebsstammzellen
    • Metastasierende Krebszellen
    • Ruhende Krebszellen
    • Krebszellen mit starker Pan-CK-Färbung
    • Krebszellen mit schwacher Pan-CK-Färbung
    • Apoptotische Krebszellen
    • Nekrotische Krebszellen
  • Immunzellen
    • T-Zellen: CD4+, CD8+ und Treg-Zellen
    • CAR-T-Zellen
    • B-Zellen: Breg-Zellen
    • NK-Zellen
    • Myeloide Suppressorzellen
    • Tumorassoziierte Makrophagen: M1 und M2
    • Tumorassoziierte Neutrophile: N1 und N2
    • Dendritische Zellen
  • Stromazellen
    • Tumorendotheliale Zellen
    • Perizyte
    • Tumorfördernde Fibroblasten
    • Mesenchymale Stammzellen
    • Tumorassoziierte Adipozyte
    • Sternzellen
  • Blutgefäße
  • Lymphgefäße
  • Normales Wirtsgewebe/Normale Wirtszellen
  • Extrazelluläre Matrix
  • Exosome

Sie können FFPE-Gewebe oder FFPE-Proben nutzen. Wir bereiten die Proben gerne für Sie vor, wenn Sie Ihre In-vivo-Studie in Partnerschaft mit uns durchführen.

  • Informationen darüber, welcher Wirtsorganismus und welches Tumormodell genutzt wird
  • Anzahl der von dem DSP-Sytem zu verarbeitenden und analysierenden Proben
  • Informationen darüber, welche morphologischen Marker und mRNA-Panels genutzt werden
  • Anzahl an ROI pro Objektträger
  • Informationen darüber, wie die ROI ausgewählt und gezeichnet werden
  • Informationen darüber, ob die ROI segmentiert werden
  • Informationen darüber, wie viele Daten analysiert werden müssen (die Entscheidung kann am Ende der Studie getroffen werden)

  • Änderungen an spezifischen Genen können zu folgenden Zwecken weiter analysiert werden:
    • Identifizierung neuer Biomarker
    • Untersuchung der Auswirkungen der Behandlung auf spezifische Biomarker
    • Identifizierung neuer Onkogene oder Tumorsuppressorgene
    • Identifizierung von Wirkstoffzielen
    • Untersuchung ob/wie sich die Behandlung auf spezifische Zielgene ausgewirkt hat
  • Änderungen an spezifischen Gensets können zu folgenden Zwecken weiter analysiert werden:
    • Untersuchung, wie spezifische Signalwege auf die Behandlung reagieren
    • Untersuchung, welche Zelltypen auf die Behandlung reagieren
    • Untersuchung, wie sich die Behandlung auf spezifische Bereiche in der Mikroumgebung des Tumors auswirkt
    • Untersuchung, welche zellulären/molekularen Elemente sich auf die Wirksamkeit oder Fehlschläge von Wirkstoffen auswirken


Verweise

  1. National Cancer Institute’s Center for Cancer Research. NanoString GeoMX Digital Spatial Profiler (DSP). https://genomics.ccr.cancer.gov/ncounter-geo-mx-digital-spatial-profiling/
  2.  GeoMx® Digital Spatial Profiler. NanoString. https://nanostring.com/products/geomx-digital-spatial-profiler/geomx-dsp-overview/

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