SpatiOmics

SpatiOmics est une plateforme d’évaluation intégrée multimodale d’échantillons biologiques humains ou murins (sang, tissus congelés ou FFPE, sérum). Elle s’articule autour de plusieurs pôles de technologies de pointe :

Le pôle cytométrie est composé d’un cytomètre de masse (CyTOF Helios, Standard BioTools), d’un cytomètre en flux spectral (Cytek, Aurora), de deux cytomètres analyseurs conventionnels (FACSymphony A1 & A3, BD) et d’un trieur de cellules (FACSAria Fusion,BD) permettant la quantification simultanée de plus de 45 marqueurs protéiques avec une résolution au niveau de la cellule unique sur des échantillons en suspension (PBMC, tissus dissociés, sérum).

Le pôle imagerie est équipé d’un cytomètre de masse imageur (IMC, Hyperion, Standard BioTools) pour la détection hautement multiplexée de protéines (jusqu’à 40 marqueurs) sur des coupes tissulaires congelées et FFPE ; d’un système d’immunofluorescence multiplexée en une seule étape de marquage et de lecture (Orion, RareCyte) qui permet la détection de 17 marqueurs simultanément sur la totalité de la lame avec une résolution subcellulaire. En plus de ces systèmes d’acquisition, le pôle possède des outils de préparation des coupes de tissus (automate de déparaffinage Discovery, Roche) et de production semi-automatisée de TMA (Tissue Micro-Arrays). L’offre technologique sera complétée en 2027 par l’achat d’un microscope confocal de dernière génération permettant d’étudier la localisation précise de molécules à l’échelle des organites et en 3D.

Le pôle transcriptomique, par le séquençage d’ARN unicellulaire (scRNA-seq, 10X Genomics Chromium X) est pleinement opérationnel pour le profilage transcriptomique à la résolution de la cellule unique. La transcriptomique spatiale est mise en œuvre via Visium HD (Cytassist, 10X Genomics), permettant la cartographie du transcriptome complet sur des coupes tissulaires. L’acquisition d’un système de transcriptomique spatial à résolution subcellulaire est prévue au cours de l’année 2027.

Ces trois pôles technologiques sont accompagnés de savoir-faire expérimentaux : des protocoles standardisés sont en place pour : (1) le traitement des coupes FFPE et la validation des panels d’anticorps pour l’IMC et l’IF multiplexée ; (2) la décongélation, le tri et le marquage des PBMC cryoconservées pour la cytométrie CyTOF/spectrale, avec des protocoles couvrant la standardisation, la titration des panels et l’inclusion d’échantillons de référence inter-séries pour le suivi des effets batch ; (3) la préparation cellulaire et la dissociation tissulaire pour la préparation de bibliothèques de cellules uniques, y compris les flux de travail CITE-seq et d’analyse du répertoire ; (4) la transcriptomique spatiale à partir de coupes fraîchement congelées et de coupes FFPE.

Enfin, le flux de travail computationnel est indispensable à l’analyse de ces données multimodales, des pipelines internes dédiés couvrent l’ensemble de la chaîne analytique pour chaque modalité de données : (1) prétraitement des images, segmentation cellulaire (Cellpose, Qupath) et extraction de caractéristiques au niveau de la cellule unique (Steinbock, QuPath, Visiopharm) ; (2) réduction de dimensionnalité, regroupement par graphes et annotation des populations (Seurat, Scanpy, FlowSOM, PhenoGraph) ainsi qu’analyse des trajectoires (Monocle3, Slingshot) pour les données de cytométrie et de scRNA-seq ; (3) inférence des interactions cellule-cellule (CellChat, CellPhone), analyse du voisinage spatial (Giotto) et classification des compartiments tissulaires via des modèles d’apprentissage profond développés en interne, déployés au sein de l’environnement Visiopharm.