Анализ одиночных клеток несет в себе огромный потенциал для изучения того, как индивидуальные клетки влияют на болезнь и реагируют на лечение, но отсутствие подходящего соотношения цена-эффективность и подходящего оборудования делает это затруднительным. Исследователи из New York Genome Center (NYGC) и New York University (NYU) предприняли шаги, чтобы облегчить широкий доступ к секвенированию одиночных клеток путем разработки 3D-отпечатенного, переносного и низкой стоимости microfluidic контролера. Чтобы продемонстрировать пригодность инструмента в клинических условиях, исследователи развернули устройство для изучения синовиальной ткани от пациентов с ревматоидным артритом (RA) в Hospital for Special Surgery (HSS).

Цена устройства около $600. "Большинство коммерческих microfluidic инструментов значительно дороже и не каждой лаб. доступна эта захватывающая технология для анализа одиночных клеток," говорит William Stephenson. "Мы разработали инструмент для осуществления капельрной microfluidics и в частности для Drop-seq, массивно параллельно технологии для РНК-секвенирования одиночных клеток."

RA является аутоиммунным заболеванием, которое затрагивает 1% популяции и ассоциирует с болезненным припуханием суставов. Точная причина RA не установлена, а путаница связана с разнообразием клеток, обнаруживаемых в раздутых суставах пациентов.

Исследователи собрали выборки от RA пациентов, в общем 20387 клеток и выяснили паттерны экспрессии индивидуальных генов для каждой клетки. "Эта база данных предоставила нам возможность идентифицировать индивидуальные субпопуляции клеток, которые могут управлять прогрессированием RA, даже если они не были ранее охарактеризованы," говорит Rahul Satija.

Были идентифицированы 13 групп, представляющих как инфильтрующие иммунные, так и воспалительные стромальные популяции. Особый интерес представляют отличающиеся группы фибробластов с очень отличающимися паттернами генной экспрессии. "Примерно час спустя после хирургического извлечения индивидуальные клетки из ткани пациента были мечены для секвенирования отдельны клеток. Благодаря этой работе мы классифицировали нераспознанные подтипы фибробластов, которые могут быть важными мишенями для лекарств," говорит Laura Donlin. Исследователи оказались способны оценить присутствие этих многочисленных групп, используя проточную цитометрию и установили, что они имеют разные паттерны расположения в тканях сустава.

Полученные данные являются ступенью в направлении создания всестороннего "клеточного атласа" для синовиальной ткани у пациентов с RA. Исследователи намереваются получить дополнительные данные от др. пациентов с RA и от пациентов с др. болезнями суставов, такими как псориатический артрит и остеоартрит. Кроме того, они планируют использовать CITE-seq, технологию, также разработанную в Technology Innovation Lab в NYGC, для более точной классификации типов клеток путем измерения присутствия поверхностных белков в дополнение к транскриптому. Они также полагают, что технология будет пригодна для профилирования выборок при biocontainment facilities или выборок, собранных в полевых условиях. Все инструкции в открытом доступе (metafluidics.org/devices/minidrops).