Análisis de ligando-receptor consciente de la geometría que distingue la asociación de interfase de la localización espacial y revela un continuo de comunicación tumoral

La transcriptómica espacial permite inferir la comunicación célula-célula a través de interacciones ligando-receptor (LR), pero las estrategias de priorización actuales a menudo se basan en la fuerza de expresión o el enriquecimiento asociado a interfaces sin modelar explícitamente la geometría tisular. Como resultado, las interacciones asociadas a interfaces poblacionales se interpretan frecuentemente como localizadas espacialmente incluso cuando su expresión subyacente se distribuye ampliamente. Aquí presentamos un marco de trabajo sensible a la geometría para la priorización de LR que separa explícitamente la estructura de interfase de la localización espacial dentro de un pipeline de análisis reproducible y bloqueado. Cuantificamos la comunicación asociada a interfase utilizando una puntuación de límite ponderada por distancia definida en un gráfico de vecinos espaciales, evaluamos la especificidad de interfase utilizando un modelo nulo de permutación de etiquetas que preserva la geometría espacial, y calculamos una puntuación de localización específica de LR que captura la proximidad de la expresión de ligando y receptor a la interfase correspondiente.

Este marco de trabajo distingue la compatibilidad asociada a interfase de la concentración espacial a nivel de interacción. En datasets de transcriptómica espacial de cáncer de mama, cáncer colorrectal, melanoma y adenocarcinoma ductal pancreático, la clasificación consciente de interfase recupera consistentemente familias de vías asociadas con matriz extracelular, adhesión, procesos inflamatorios e inmunológicos.

Sin embargo, el enriquecimiento de interfase frecuentemente muestra separación limitada del modelo nulo, indicando que la estructura de interfase por sí sola no establece especificidad espacial. Incorporar localización geométrica altera sustancialmente la priorización de LR, distinguiendo interacciones que se concentran cerca de interfaces de aquellas que se distribuyen más difusamente. Bajo un pipeline determinista fijo aplicado idénticamente entre datasets sin ajuste de parámetros, regímenes de comunicación espacial discretos no se recuperaron reproduciblemente. En cambio, la variación entre muestras se captura más consistentemente como diferencias continuas en atenuación sensible a geometría, reflejando el grado en el que las interacciones inferidas están espacialmente restringidas por la arquitectura tisular.

En conjunto, estos resultados demuestran que el enriquecimiento asociado a interfase y la localización espacial son propiedades distintas de las interacciones LR inferidas, y que la interpretación precisa de la comunicación espacial requiere modelado explícito de la geometría tisular. Bajo este marco de trabajo, la comunicación tumoral se describe más consistentemente como un continuo de restricción espacial.