O sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq) é uma técnica revolucionária que permite caracterizar os transcriptomas de muitas células individuais em uma amostra. A aplicação desta abordagem é imprescindível para conhecer os mecanismos moleculares que regulam a progressão tumoral, na busca de novos alvos elegíveis para o desenvolvimento de novos biomarcadores e aprimoramento de terapias já existentes. Neste trabalho, exploramos dados públicos de melanoma e dados gerados in house de Câncer de Pulmão de Pequenas Células (CPPC) para buscar um melhor entendimento destas doenças. Utilizamos ferramentas para avaliar as subpopulações de células, tipos celulares, vias enriquecidas, trajetórias e comunicação célula-célula. Em melanoma, identificamos um lncRNA chamado TRHDE-AS1 que parece atuar na via transição epitélio-mesenquima (EMT) em parceria com o HOTAIR. Com isso foi possível propor um circuito gênico regulado por feedback negativo, onde o HOTAIR regula positivamente o TRHDE-AS1, e o TRHDE-AS1, ao atingir um certo nível de expressão, passa a regular negativamente o HOTAIR. A partir da análise de inferência de trajetória entre os tipos celulares foi possível identificar um ponto de diferenciação onde há a ativação da via de EMT a partir da presença de células endoteliais e fibroblastos associados ao câncer (CAF). Para CPPC avaliou-se o perfil transcricional das células únicas e concluiu-se que os dados estão de acordo com a classificação atual de subtipos moleculares, expressando NEUROD1, POU2F3 e ASCL1. Não foram identificadas amostras YAP1 nesse estudo. Por fim, a via de sinalização NOTCH é demonstrada como um papel importante para a plasticidade transcricional em CPPC além das vias de sinalização MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM e NCAM, identificadas a partir da comunicação célula-célula, que possuem um papel importante para o desenvolvimento de terapias e biomarcadores. Este estudo fornece abordagens para a identificação de novos biomarcadores e desenvolvimento de terapias a partir de dados de sequenciamento de RNA de células únicas.

Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) is a revolutionary technology that allows the characterization of the transcriptomes of many individual cells in one sample. The application of this approach is indispensable to know the molecular mechanisms regulating tumor progression in the search for eligible new targets for the development of new biomarkers and enhancement of existing therapies. In this work, we exploit public melanoma data and in-house generated Small Cell Lung Cancer (SCLC) data to seek a better understanding of these diseases. We use tools to assess cell subpopulations, cell types, enriched pathways, trajectories, and cell-cell communication. In melanoma, we identified a lncRNA called TRHDE-AS1 that appears to act in the epithelium-mesenchymal transition (EMT) pathway in partnership with HOTAIR. With this, it was possible to propose a negative feedback regulated gene circuit, where HOTAIR positively regulates TRHDE-AS1, and TRHDE-AS1, upon reaching a certain expression level, negatively regulates HOTAIR. From the pathway inference analysis between cell types, it was possible to identify a point of differentiation where there is the activation of the EMT pathway from the presence of endothelial cells and cancer-associated fibroblasts (CAF). For SCLC, we evaluated the transcriptional profile of single cells and concluded that the data agree with the current classification of molecular subtypes, expressing NEUROD1, POU2F3, and ASCL1. No YAP1 samples were identified in this study. Finally, the NOTCH signaling pathway is shown to play an essential role for transcriptional plasticity in SCLC in addition to the MK, JAM, PTN, CD99, NMU, CADM, and NCAM signaling pathways identified from cell-cell communication, which have an essential role in the development of therapies and biomarkers. This study provides approaches for identifying novel biomarkers and developing therapies from single-cell RNA sequencing data.