RNA-microscoop brengt tumor in 3D in kaart

Om te begrijpen hoe cellen in een weefsel met elkaar communiceren, is kennis over hun ruimtelijke organisatie essentieel. 3D-informatie kan ook ‘eilandjes’ binnen een weefsel laten zien van cellen met verschillende eigenschappen. Dit kan bijvoorbeeld inzicht geven in waarom een tumor slechts gedeeltelijk op een behandeling reageert.

Onderzoeksgroepsleiders aan het Prinses Máxima Centrum, Benedetta Artegiani en Delilah Hendriks, werken daarom aan een techniek die DNA- en RNA-informatie gebruikt om biologische informatie van tumoren direct in hun 3D-omgeving te onderzoeken.

Dunne plakjes

Om een tumor in 3D te bekijken, kunnen onderzoekers een microscoop gebruiken met fluorescerende markers die bepaalde cellen doen oplichten. Met nieuwe technologieën, bijvoorbeeld het zogenaamde spatial transcriptomics, kunnen ze op een dieper niveau naar genetische informatie kijken. Maar bij beide methoden moet het weefsel eerst in dunne plakjes worden gesneden. Het weefsel blijft dus niet intact, en de 3D-resolutie gaat verloren – en daarmee ook sommige biologische informatie.

Ruimtelijke informatie zonder te snijden

Samen met een internationaal consortium werken Artegiani en Hendriks aan een manier om spatial transcriptomics direct in 3D toe te passen op menselijk tumorweefsel. ‘We analyseren de unieke moleculaire vingerafdruk van elke kankercel in de tumor. Dit geeft inzicht in de activiteit en locatie van elke cel. Maar dat doen we met een cruciaal verschil: zónder het weefsel in stukjes te snijden om het DNA en RNA uit elke cel te halen,’ legt Delilah Hendriks, co-leider van de Artegiani & Hendriks groep, uit. ‘In plaats daarvan gebruiken we netwerken van moleculaire informatie waarmee we de positie van elke cel in ons 3D-model kunnen bepalen.’

Toekomst: diagnose en behandeling verbeteren

Een onderzoeksconsortium onder leiding van het KTH Royal Institute of Technology in Zweden voert het project, genaamd Voluminex, uit. Het team ontving recent een prestigieuze Pathfinder Open-subsidie, deel van het Horizon Europe programma van de European Innovation Council.

Artegiani en Hendriks willen de techniek toepassen in hun onderzoek naar de hersentumor-organoïden die ze in hun groep hebben ontwikkeld. ‘Door de ruimtelijke informatie in DNA te gebruiken, hopen we een kostenefficiënte manier te vinden om tumoren en organoïden driedimensionaal in kaart te brengen,’ zegt Benedetta Artegiani, co-leider van de Artegiani & Hendriks groep. ‘Deze methode kan niet alleen helpen om de interactie tussen tumor- en gezonde cellen te bestuderen, maar ook toegepast worden in de kliniek voor tumoranalyse van elk kind. Snelle, betaalbare 3D tumor-snapshots kunnen diagnose verbeteren, en mogelijk zelfs leiden tot nieuwe behandelingen.’

Het Voluminex-consortium bestaat uit vijf partners: KTH Royal Institute of Technology, het Prinses Máxima Centrum, Karolinska Institutet, Single Technologies AB en Sorbonne University. Het project ontving een subsidie van €3 miljoen.