10x Genomics (TXG): Membawa Data Biologi Ke Tingkat Baru

Mengapa Biologi Spasial Penting

Sepuluh tahun terakhir telah menyaksikan munculnya terapi presisi dan Next-Generation-Sequencing (NGS), yang telah merevolusi diagnostik dan kedokteran. Metode-metode ini memungkinkan dokter dan peneliti untuk berpindah dari pendekatan yang menargetkan seluruh tubuh (seperti dengan obat) ke metode pengobatan atau deteksi yang disesuaikan dan ditargetkan yang fokus pada jenis sel tertentu atau urutan DNA.

Namun, ini belum merupakan tingkat terakhir dari seberapa dalam analisis biologis bisa dilakukan. Bahkan dalam suatu organ atau jenis jaringan (seperti, misalnya, otak atau tumor), sel individu akan bertindak sangat berbeda satu sama lain.

Jadi, sementara alat seperti sekuenser NGS menggabungkan data dari ribuan atau bahkan jutaan sel secara bersamaan, peneliti sering perlu mengetahui apa yang terjadi pada satu sel tunggal pada satu waktu, dengan tingkat presisi nanometer. Untuk mencapai tingkat analisis rinci ini, bidang ilmu baru diciptakan: biologi spasial. Dan satu perusahaan yang muncul sebagai pemimpin dalam bidang ini: 10x Genomics.

Apa Itu Biologi Spasial?

Apa yang Diukur Biologi Spasial (dan Mengapa)

Bukan dengan melihat “campuran” molekul dalam suatu sampel, biologi spasial dapat menentukan di mana dalam jaringan atau sel tunggal suatu molekul yang menarik, seperti urutan RNA tertentu, berada. Dan ini dapat dilakukan dalam 2D atau 3D.

Ini akan memberitahu peneliti bagaimana sel berinteraksi satu sama lain, bagaimana mekanisme pertahanan diaktifkan, bagaimana sel bereaksi terhadap kontak dengan virus, dan sebagainya.

Ini juga memiliki keuntungan memberikan data yang jauh lebih sensitif. Sementara data tentang sesuatu yang terjadi dalam beberapa sel bisa tenggelam dalam sampel yang lebih besar, pendekatan yang ditargetkan dari biologi spasial dapat mengungkapkan peran kunci fenomena lokal atau jenis sel yang jarang.

Lebih penting lagi, data yang dikumpulkan dapat dikontekstualisasikan dengan aktivitas seluruh sel di sekitar jaringan, yang jauh lebih informatif daripada analisis dari sel tunggal yang terisolasi atau mikrodisseksi.

“Spatially resolved transcriptomics menyoroti bagaimana teknologi ini telah matang dan berkembang untuk memberikan biolog pengetahuan luar biasa tentang biologi sel tunggal sambil mempertahankan informasi tentang konteks spasial.”

Nature: Metode Tahun 2020: spatially resolved transcriptomics

Modalitas Spatial-Omics Kunci

Biologi Spasial dapat digunakan untuk memahami sel hidup dan menganalisis sinyal spesifik. Di antara banyak jenis aktivitas biologis yang dapat diukur dengan cara ini, yang paling penting yang dapat disebutkan adalah:

• Spatial Genomics: analisis DNA dan genom.
• Spatial Transcriptomics: analisis mRNA, aktivitas aktual dari pengkodean genom.
• Spatial Proteomics: analisis profil protein yang diekspresikan seperti reseptor antibodi, penanda kekebalan, dll.
• Spatial Metabolomics: analisis biomolekul spesifik, seperti hormon, penanda kanker, dll.

10x Genomics: Perusahaan & Platform

10x Genomics adalah salah satu pelopor dalam analisis sel tunggal dan biologi spasial, telah mengembangkan peralatan dalam bidang ini sejak didirikan pada 2012. Salah satu pendirinya, Serge Saxonov, sebelumnya adalah arsitek pendiri dan direktur penelitian dan pengembangan di perusahaan pengujian genetik 23andMe.

10x Genomics melakukan IPO pada 2019 dan telah merilis serangkaian alat analitis sel tunggal dan biologi spasial sejak itu.

Sumber: 10x Genomics

Chromium, Visium HD, dan Xenium

Totalnya, perusahaan telah menjual 7.000+ instrumen analitis, di mana 1.050+ di antaranya dijual pada 2024 saja.

Sementara biologi spasial murni yang mengemudi perusahaan ke depan secara teknis, itu adalah platform analisis sel tunggal Chromium yang telah terjual paling banyak sejauh ini, dengan 5.800+ unit terjual.

Sumber: 10x Genomics

Sumber: 10x Genomics

Dua platform utama lainnya dari 10x Genomics adalah Visium dan Xenium:

• Visium menggunakan NGS (genomik) untuk membuat transcriptom lengkap untuk setiap area kecil 2-µm dari sampel jaringan.
• Xenium menggunakan pengambilan gambar (mikroskopi) untuk mengukur ekspresi gen sasaran (hingga 5.000 gen) untuk setiap sel individu dalam sampel jaringan.

Secara keseluruhan, Visium akan paling berguna bagi peneliti untuk memberikan gambaran tentang aktivitas biologis dalam area tertentu, sementara Xenium akan memberikan wawasan tentang aktivitas spesifik yang sudah diketahui penting dalam kasus tertentu.

Ketika lebih banyak data terkumpul dan kapasitas Xenium tumbuh, analisis sel tunggal universal pada skala sampel jaringan kemungkinan akan menjadi standar emas penelitian biotek.

… (rest of the content remains the same, following the exact same structure and translation guidelines)