Dit artikel is onderdeel van de Editor’s Pick van dr. Bert van der Vegt, bestaande uit een selectie van klinisch relevante literatuur op het gebied van borstkanker. In deze selectie ligt de nadruk op nieuw onderzoek naar hoe patiënten met mammacarcinoom beter geselecteerd kunnen worden voor de juiste therapie – nu en in de toekomst.
Bekijk hier de gehele selectie.
De menselijke borst is opgemaakt uit een complex landschap aan cellen en weefsels. Hoewel relatief veel bekend is over de epitheelcellen die door de vorming van buisjes de borst voorzien van complexe netwerkstructuren, ontbreek kennis over andere celtypen. Onlangs verscheen in Nature de ‘Human Breast Cell Atlas’, waarbij de celpopulaties van de borst werden onderzocht via ‘single-cell RNA sequencing’ (scRNA-seq) en ‘spatial transcriptomics’ (ST). De inzichten die zijn opgedaan en vastgelegd in de atlas kunnen in de toekomst als referentie dienen voor borstkankeronderzoek.
Het borstweefsel van mensen kan in grote lijnen worden onderverdeeld in de onderstaande vier zones. Hoe deze zones zijn ingedeeld betreft celpopulaties en genexpressie van de desbetreffende cellen is onderzocht met behulp van ongestuurde scRNA-seq en ST.
In totaal werden 220 verse borstweefselsmonsters verzameld afkomstig van 132 vrouwen. ScRNA-seq werd uitgevoerd op 167 weefsels van 126 vrouwen. De weefsels waren afkomstig van gezonde vrouwen die ofwel een borstverkleining (n=111) of preventieve dubbele borstverwijdering (n=18) ondergingen. Daarnaast werd weefsel verzameld van vrouwen met borstkanker (n=38), waarbij het weefsel van de onaangetaste borst werd gebruikt. Per weefselmonster werden gemiddeld 10.000 cellen gescreend. De uiteindelijke analyse omvatte scRNA-seq gegevens van 714.331 cellen, welke na clustering 10 verschillende celpopulaties vormden.
Vanwege de relatief grote omvang van adipocyten, konden deze cellen niet gedetecteerd worden via ‘single-cell RNA sequencing’. Om de adipocytpopulaties in de borst toch te onderzoeken, werd gebruik gemaakt van ‘single nucleus RNA sequencing’ (snRNA-seq). Hierbij werden 117.346 cellen afkomstig uit 24 weefselmonsters van 20 vrouwen geanalyseerd. Met de snRNA-seq-analyse werden vrijwel alle celpopulaties die gemeten werden via scRNA-seq gevonden, met uitzondering van B-celpopulaties. Daarnaast werd via snRNA-seq mestcel- en adipocytpopulaties gezien, die niet gedetecteerd werden via scRNA-seq. Daarmee werden in totaal 12 celpopulaties gevonden. De scRNA-seq en snRNA-seq-datasets werden samengevoegd om een regulatoire netwerkanalyse uit te voeren, waarmee de transcriptiefactoren in de celpopulaties geanalyseerd konden worden.
De onderzoekers waren verbaasd om te zien dat 7,4% van de geanalyseerde cellen uit perivasculaire cellen en 16,7% uit immuuncellen bestond. Daarnaast bleek dat ongeveer de helft van de genen die in hoge mate tot expressie kwam niet eerder uitvoerig beschreven was, waardoor ze mogelijk interessante targets zijn voor toekomstig onderzoek. In de snRNA-seq-analyse kwamen andere genen in hoge mate tot expressie vergeleken met de scRNA-seq-analyse. Dit is mogelijk het resultaat van afwijkende RNA-expressie in de nucleus en het cytoplasma.
Om te bepalen hoe de gevonden celpopulaties zich verhouden tot de verschillende typen borstweefsels, werd gebruik gemaakt van ‘spatial transcriptomics’ (ST) en gerichte ‘single-molecule RNA fluorescence in situ hybridization’ (smFISH). Vervolgens kwam middels ‘co-detection by indexing’ (CODEX) een proteoomanalyse tot stand. ST werd uitgevoerd op de weefsels van 10 patiënten, waarna 9 clusters werden geïdentificeerd. De vondst van clusters in verschillende ST-weefsels kwam overeen met wat eerder bekend was uit histopathologische studies: het vetrijke weefsel bevatte veel adipocyten; het bindweefsel veel fibroblasten en vasculaire cellen; de ductale regio veel basale en LumSec-cellen; en de lobulaire regio veel basale en LumHR-cellen. Uit de analyse bleek verder dat drie soorten epitheelcellen co-lokaliseerden met B- en T-cellen, terwijl fibroblasten co-lokaliseerden met vasculaire en lymfatische cellen. In het bindweefsel werd een lage celdichtheid gezien, terwijl de ductale en lobulaire regio’s juist een hoge dichtheid aan cellen bevatten.
De onderzoekers hebben met deze studie een atlas van de cellen in de menselijke borst opgesteld. In deze atlas worden de verschillende celpopulaties in de borst en RNA-expressie van deze cellen beschreven. De atlas kan dienen als waardevolle referentie voor toekomstig onderzoek, bijvoorbeeld naar borstkanker.
Referentie
Naar boven
