Технологии Multiomics улавливают больше деталей, раскрывают больше величия

От анализа отдельных клеток до пространственных исследований — технологии мультиомики собирают более обширные наборы данных и позволяют получить более глубокие биологические знания.

Как бы хорошо ни было понято любое данное «оме», оно даст не более чем узкое представление о клеточной деятельности. Если требуется более широкий взгляд, необходимо объединить информацию из двух или более омов, таких как геном, транскриптом и протеом, как показано на этом изображении. Другими словами, нужна мультиомика. На сегодняшний день большинство исследований мультиомики пытались сопоставить наборы данных из отдельных исследований. Но теперь, с внедрением новых технологий, исследования мультиомики начинают анализировать наборы данных, собранные из двух или более омов одновременно. Эти технологии обещают улучшить как одноклеточный, так и пространственный анализ. [Николь Рейгер, Национальный научный фонд]

Джулианна ЛеМье, доктор философии

Технологии каждого из «омов» — генома, протеома, транскриптома, эпигенома, метаболома и т. д. — находятся в процессе своей индивидуальной революции. По мере развития этих технологий они не только облегчают исследование соответствующих омов, но также создают возможности связать один ом с другим. Действительно, вместо использования отдельных технологий омики исследователи могут предпочесть использовать технологии мультиомики. Благодаря последнему исследователи могут комбинировать различные виды данных омики для проведения более полных исследований клеток и тканей.

Традиционно в мультиомике одно оме наслаивается на другое. То есть мультиомика опиралась на вычислительные инструменты для корреляции информации из одного набора данных омики с другим набором данных омики. Многие из технологий, которые люди называют технологиями мультиомики, делают вывод о том, «что происходит в геноме, потому что они смотрят на небольшую область, на крошечный конец транскриптома», — говорит Рейган Талли, коммерческий директор BioSkryb Genomics.

Но некоторые технологии направлены на одновременное измерение разных омов. «Несмотря на то, что существует множество подходов и технологий, ценных для биологических измерений», — отмечает Анджали Прадхан, старший вице-президент по управлению продукцией и маркетингу компании Mission Bio, — «одновременные мультиомные измерения позволяют получить клинически действенные идеи, которые невозможно получить с помощью массового секвенирования следующего поколения или Только секвенирование РНК».

Например, как добавляет Прадхан, совместное измерение генотипа и иммунофенотипа клеток посредством протеогеномного профилирования может открыть новое понимание гетерогенности опухолей. А добавление возможности исследовать образцы с разрешением одной клетки еще больше расширяет возможности мультиомики, открывая возможности применения как в исследовательской лаборатории, так и в клинике.

В мае прошлого года Inside Precision Medicine (дочернее издание GEN) провело онлайн-мероприятие под названием «Состояние точной медицины». Одна сессия была посвящена мультиомике, в частности, важности добавления данных протеомики к информации геномики. Среди выдающихся докладчиков были Дженнифер Ван Эйк, доктор философии, профессор медицины в Медицинском центре Сидарс-Синай, и Матиас Улен, доктор философии, профессор микробиологии в Школе инженерных наук в области химии, биотехнологии и здравоохранения KTH. Они называли себя «протеиновыми фанатиками».

Геном пациента, отметил Ван Эйк, содержит информацию о предрасположенности этого пациента к заболеванию и реакции на лекарства. Однако она добавила, что более подробную информацию о рисках заболеваний и реакции на лекарства можно получить из протеома. Хотя генов, кодирующих белки, не так много, сложности экспрессии белков генерируют в изобилии различные виды протеомной информации. По словам Ван Эйка, информация о модификациях, изоформах, изменениях концентрации и химической сложности, вызванных заболеванием, может помочь в прогнозировании того, что произойдет в организме в контексте тела и окружающей среды. Она предполагает, что подход протеомики, который будет включать мониторинг не одного белка за раз, а тысяч, может дать ценную клиническую информацию.