10x Genomics, Inc. gab bekannt, dass der 10x Xenium Analyzer in einer kürzlich auf bioRxiv veröffentlichten Studie verwendet wurde, die die Mechanismen der Strahlenresistenz von diffusen Mittellinien-Gliomen (DMGs) charakterisiert. Die Studie, die von Forschern der Duke University geleitet wurde, liefert auch eine Grundlage für das Verständnis des klinischen Ansprechens von Patienten für aktuelle und zukünftige klinische Studien, in denen ein neuartiger Kinase-Inhibitor als Teil der DMG-Therapiestrategien eingesetzt wird. Die Studie "Ataxia-telangiectasia mutated (Atm) disruption sensitizes spatially-directed H3.3K27M/TP53 diffuse midline gliomas to radiation therapy" gehört zu den ersten wissenschaftlichen Preprints, die mit Hilfe der Xenium In Situ Plattform von 10x Genomics von Kunden generierte Daten enthalten.

Das hochkomplexe, hochauflösende räumliche Einzelzell-Mapping von Xenium war die Grundlage für viele entscheidende Schlussfolgerungen in dieser Studie, einschließlich der Aufdeckung wichtiger transkriptomischer Veränderungen, der Rolle spezifischer Tumorkompartimente, wichtiger Zellkommunikationswege und der Mechanismen, durch die Schlüsselgene im Rahmen der therapeutischen Reaktion funktionieren. Die Forscher, die die Studie durchführten, analysierten in Formalin fixierte, in Paraffin eingebettete Gewebeschnitte eines Maus-Hirntumormodells, das die häufigen menschlichen DMG-Gentreiber nachahmt, und untersuchten die molekularen und zellulären Mechanismen, die die Wirksamkeit oder Resistenz gegen Strahlung in diesen Tumoren bestimmen. Die Studie konzentrierte sich insbesondere auf die Rolle, die der Verlust von Atm, das für ein Protein kodiert, das für die zelluläre Reaktion auf doppelsträngige DNA-Schäden verantwortlich ist, bei der Reaktion auf die Behandlung spielt.

Die Autoren begannen damit, mehrere DMG-Mausmodelle zu erzeugen und die Bedingungen zu identifizieren, unter denen der Verlust von Atm oder die pharmakologische Hemmung mit dem hirngängigen ATM-Inhibitor AZD1390 dazu führt, dass die Tumoren eine erhöhte Empfindlichkeit gegenüber Strahlung aufweisen. Nachdem diese genetischen Experimente den Verlust des Tumorsuppressors p53 als Hauptursache für die durch den Atm-Verlust verursachte Strahlenempfindlichkeit identifiziert hatten, verwendeten die Forscher das vorgefertigte Xenium Mouse Brain Gene Expression Panel, um ein Profil der wichtigsten Zelltypen im Gehirn zu erstellen, und entwickelten ein Custom Add-on Panel, um DMG-spezifische Marker zu untersuchen. Die Kombination des vorgefertigten und des benutzerdefinierten Panels ermöglichte es den Forschern, kompartimentspezifische Genexpressionsveränderungen von 298 Targets mit Einzelzellauflösung zu profilieren.

Es wurde beobachtet, dass die Bestrahlung zu einer unterschiedlichen Expression von Zellzyklusregulatoren und zellschicksalregulierenden Transkriptionsfaktoren führte, während die Kombination von Bestrahlung und Atm-Verlust auch Semaphorin-Gene beeinflusste, die bereits früher mit der Proliferation und Expansion von Gliomen in Verbindung gebracht wurden. Als nächstes schätzten die Forscher die Abstände zwischen Tumorzellen und anderen Zelltypen. Dabei zeigte sich, dass neoplastische Tumorzellen infolge des Atm-Verlusts oder der Bestrahlung in größerer Nähe zu bestimmten Immunzellen zu finden waren, wobei dieser Effekt in Atm-null-bestrahlten Gehirnen am stärksten ausgeprägt war. Zusätzliche Analysen der Xenium-Daten enthüllten ein komplexes Zusammenspiel zwischen dem p21-Status, einem nachgeschalteten Ziel von p53, und der Atm-vermittelten Radiosensitivität, was die Autoren dazu veranlasste zu betonen, wie wichtig es ist, den p21-Status eines Tiermodells oder eines Patienten für klinische Studien mit ATM-Inhibitoren zu berücksichtigen.