Proporciones celulares de las lesiones precursoras del cáncer gástrico definidas por deconvolución de transcriptómica en tejido y transcriptómica single-cell

Abstract

Precursor lesions of gastric cancer (PLGC) precede the development of adenocarcinomas. In the stomach, PLGCs are characterized by the presence of intestinal metaplasia, in which one type of differentiated cell is substituted by another type. One disadvantage of transcriptomic analysis in gastric biopsies is its interpretation. An altered gene could be deregulated because it is actually deregulated in a particular cell type, or because the number of cells expressing it has been altered. Here, using deconvolution, we determined the cell proportions from a transcriptomic study of patients with LPGC. Cell proportions, in addition to being a confounding factor for transcriptomic studies, could have relevance in terms of the progression of LPGCs. Using single-cell RNAseq experiments and Seurat we extracted the matrix of cell signatures. Importantly, the signature matrix was obtained after reanalyzing the single-cell experiments. The signature matrix was used as the input for the deconvolution algorithm CIBERSORTx. We have found that in LPCGs there is an increase of intestinal metaplastic cells, namely enterocytes and goblet cells. In addition, we show that enterocytes can be associated with four independent clusters with different markers. Finally, the increase in intestinal cells is accompanied by the loss of somatostatin-secreting D cells. We conclude that it is feasible to determine cellular proportions from omics-data.

Las lesiones precursoras del cáncer gástrico (LPCG) preceden al desarrollo de los adenocarcinomas. En el estómago, las LPCG se caracterizan por la aparición de metaplasia intestinal, en la que hay una sustitución de tipos celulares. El estudio del transcriptoma en biopsias gástricas presenta el inconveniente de su interpretación. Un gen desregulado podría estarlo porque está desregulado en algún tipo celular concreto, o porque se ha alterado el número de células que lo expresan. Aquí, usando la deconvolución, determinamos las proporciones celulares de un estudio transcriptómico de pacientes con LPGC. Las proporciones celulares, además de ser un factor de confusión, podrían tener relevancia en cuanto a la evolución de las LPGC. A partir de experimentos de single-cell RNAseq usamos Seurat para extraer la matriz de identidades celulares. Esta matriz se extrajo después de reanalizar los experimentos de singlecell y fue la entrada para algoritmo de deconvolución (CIBERSORTx). Hemos comprobado que en las LPCG existe un aumento de células metaplásicas intestinales, concretamente enterocitos y células caliciformes. Además, hemos visto que los enterocitos se pueden asociar a cuatro clusters con marcadores diferentes. Por último, el aumento de células intestinales se acompaña de la desaparición de células D, secretoras de somatostatina. Concluimos que es viable la determinación de proporciones celulares a partir de datos-ómicos.

Les lesions precursores del càncer gàstric (LPCG) precedeixen al desenvolupament dels adenocarcinomes. En l'estómac, les LPCG es caracteritzen per l'aparició de metaplasia intestinal, en la qual hi ha una substitució de tipus cel·lulars. L'estudi del transcriptoma en biòpsies gàstriques presenta l'inconvenient de la seva interpretació. Un gen desregulat podria estar-lo perquè està desregulat en algun tipus cel·lular concret, o perquè s'ha alterat el nombre de cèl·lules que l'expressen. Aquí, usant la deconvolución, determinem les proporcions cel·lulars d'un estudi transcriptómico de pacients amb LPGC. Les proporcions cel·lulars, a més de ser un factor de confusió, podrien tenir rellevància quant a l'evolució de les LPGC. A partir d'experiments de single-cell RNAseq usem Seurat per a extreure la matriu d'identitats cel·lulars. Aquesta matriu es va extreure després de reanalitzar els experiments de singlecell i va ser l'entrada per a algorisme de deconvolución (CIBERSORTx). Hem comprovat que en les LPCG existeix un augment de cèl·lules metaplásicas intestinals, concretament enteròcits i cèl·lules caliciformes. A més, hem vist que els enteròcits es poden associar a quatre clústers amb marcadors diferents. Finalment, l'augment de cèl·lules intestinals s'acompanya de la desaparició de cèl·lules D, secretores de somatostatina. Concloem que és viable la determinació de proporcions cel·lulars a partir de dades-ómicos.