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Profiling immune cell tissue niches in the spatial -omics era - 01/03/25

Doi : 10.1016/j.jaci.2024.11.001 
Colin Y.C. Lee, PhD a, b, James McCaffrey, PhD a, b, c, Dominic McGovern, MBBCh a, b, c, Menna R. Clatworthy, MBBCh, PhD a, b, c,
a Cambridge Institute of Therapeutic Immunology and Infectious Disease, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom 
b Cellular Genetics, the Wellcome Sanger Institute, Wellcome Genome Campus, Hinxton, Cambridge, United Kingdom 
c Cambridge University Hospitals NHS Foundation Trust, Cambridge, United Kingdom 

Corresponding author: Menna R. Clatworthy, MBBCh, PhD, Cambridge Institute of Therapeutic Immunology and Infectious Disease, University of Cambridge, Cambridge Biomedical Campus, Puddicombe Way, Cambridge CB2 0AW, United Kingdom.Cambridge Institute of Therapeutic Immunology and Infectious DiseaseUniversity of CambridgeCambridge Biomedical CampusPuddicombe WayCambridgeCB2 0AWUnited Kingdom

Abstract

Immune responses require complex, spatially coordinated interactions between immune cells and their tissue environment. For decades, we have imaged tissue sections to visualize a limited number of immune-related macromolecules in situ, functioning as surrogates for cell types or processes of interest. However, this inevitably provides a limited snapshot of the tissue’s immune landscape. Recent developments in high-throughput spatial -omics technologies, particularly spatial transcriptomics, and its application to human samples has facilitated a more comprehensive understanding of tissue immunity by mapping fine-grained immune cell states to their precise tissue location while providing contextual information about their immediate cellular and tissue environment. These data provide opportunities to investigate mechanisms underlying the spatial distribution of immune cells and its functional implications, including the identification of immune niches, although the criteria used to define this term have been inconsistent. Here, we review recent technological and analytic advances in multiparameter spatial profiling, focusing on how these methods have generated new insights in translational immunology. We propose a 3-step framework for the definition and characterization of immune niches, which is powerfully facilitated by new spatial profiling methodologies. Finally, we summarize current approaches to analyze adaptive immune repertoires and lymphocyte clonal expansion in a spatially resolved manner.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Key words : Spatial profiling, spatial transcriptomics, spatial proteomics, microscopy, immune niches

Abbreviations used : BCR, CDR3, FFPE, FISH, GC, IF, IMC, ISH, kNN, L-R, MIBI, NMF, RNA-Seq, ROI, scRNA-Seq, SMG, ST, SVG, TCR, TLS, V(D)J


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Vol 155 - N° 3

P. 663-677 - mars 2025 Retour au numéro
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  • Techniques and analytic workflow for spatial transcriptomics and its application to allergy and inflammation
  • Haihan Zhang, Matthew T. Patrick, Jingyu Zhao, Xintong Zhai, Jialin Liu, Zheng Li, Yiqian Gu, Joshua Welch, Xiang Zhou, Robert L. Modlin, Lam C. Tsoi, Johann E. Gudjonsson

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