Advancing Spatial Transcriptomics
From Method Development to Biological Insights
Tid: To 2026-02-19 kl 13.00
Plats: Air & Fire, Scilifelab, Tomtebodavägen 23A, Solna
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/62067477344?pwd=vAXl64uZBhErS5ly0Y37b4T3W6YDLa.1
Språk: Engelska
Ämnesområde: Bioteknologi
Respondent: Eva Gracia Villacampa , Science for Life Laboratory, SciLifeLab, Genteknologi, eva.gracia@scilifelab.se, Spatial Transcriptomics, Joakim Lundeberg
Opponent: Doktor Eduard Porta Pardo, Josep Carreras Leukaemia Research Institute
Handledare: Professor Joakim Lundeberg, Science for Life Laboratory, SciLifeLab, Genteknologi; Doktor Kim Thrane, Genteknologi, Science for Life Laboratory, SciLifeLab
QC 2026-01-26
Abstract
Spatial transkriptomik (ST) har revolutionerat studiet av genuttryck i vävnadssnitt, men dess till-lämpning på kliniskt relevant material har länge begränsats av tekniska hinder kopplade till provets egenskaper och RNA-kvalitet. Denna avhandling utvecklar användningen av spatial transkriptomik genom att etablera ramverk för profilering av arkiverade kliniska prov, säkerställa vävnadskvalitet före ST och kombinera spatiala data med andra kompletterande modaliteter för att belysa den cellulära, molekylära och immun-klonala arkitekturen i human cancer.
I Artikel I utvecklade vi en metod som anpassade genomomfattande spatial transkriptomik till formalinfixerade paraffininkapslade (FFPE) prover, vilka utgör majoriteten av kliniska vävnader, och därmed frigjorde deras potential. Arbetsflödet validerades på mus-hjärnvävnad, där vi observerade hög korrelation med motsvarande färskfrusna data, och tillämpades därefter på olika andra vävnadstyper för att visa metodens robusthet. Denna utveckling utökade ST till tidigare otillgängligt FFPE-material. Vi utvecklade även ett TSO-baserat QC-test för att bedöma rumslig RNA-tillgänglighet direkt i FFPE-vävnadssnitt, vilket minimerar risken för misslyckad eller snedvriden ST-analys.
I Artikel II utvecklade vi ett test som möjliggör bedömning av RNA-integritet direkt i vävnadssnitt – det spatiala RNA-integritetsnumret (sRIN). Traditionella RIN-värden erhålls från bulkvävnad och kan därför inte avslöja lokal variation i RNA-kvalitet. sRIN utvecklades som ett praktiskt kvalitetskontrollsteg som gör det möjligt att identifiera välbevarade respektive degraderade regioner innan man investerar i kostsamma efterföljande experiment.
I Artikel III analyserade vi genomiska och kliniska data från fas III-studier på melanom och använde NMF för att definiera sju melanomsubtyper som återspeglar distinkta differentieringsstadier. Genom att integrera bulk-, enkelcells- och spatial transkriptomik visade vi att dessa tillstånd samexisterar inom tumörer. Våra analyser visade att endast differentierat melanom blir känsligt för immuncheckpoint-blockad när behandlingen kombineras med BRAF/MEK-hämning via ökad antigenpresentation, medan odifferentierade tillstånd förblir resistenta, samlokaliserar med CAFrika nischer och potentiellt kan riktas med CDK7-hämmare.
I Artikel IV kombinerade vi enkelcells-RNA-sekvensering, spatial transkriptomik och långläsande spatial V(D)J-sekvensering för att karaktärisera immunlandskapet i sinonasalt skivepitelcarcinom (SNSCC). Vi identifierade olika CD8⁺ T-cellsaktiveringsstadier och en ovanligt stor population av FOXP3⁺ regulatoriska T-celler, många med uttryck av CXCR3 och TBX21 (T-bet). Integrering av spatialt genuttryck med sV(D)J kopplade immun diversifiering och klonal expansion till CAF-associerade matrix-remodelleringsprogram och interferonaktiverade antigenpresenterande cellprogram. CXCL9⁺/CXCL10⁺ makrofager identifierades som drivande för lymfocytrekrytering, medan IDO1⁺ regulatoriska dendritiska celler utgjorde immunsuppressiva komponenter inom samma nischer.