迅速合成生物传感器,用来评估癌症治疗

免疫检查点封锁(ICB)抑制剂改变了治疗癌症的,已经成为一线治疗各种恶性肿瘤。是因为他们的工作比以前的标准治疗。

不过,只有不到25%的病人受益于这些药物,旨在阻止蛋白质,阻止免疫系统攻击癌细胞。在许多情况下,好处是暂时的。令所有的困难,及时,如果治疗工作。这种关键的反馈可以确定病人是否应该保持课程或移动到另一个治疗。

“我们没有一个有效的方式提供这些信息足够早,这是一个大问题,”加布邝副教授,华莱士·h·库尔特生物医学工程系乔治亚理工大学和艾莫利大学。“另一个问题是,即使对于应对治疗的病人,可能会有一个点,当他们开发一个阻力和停止响应。”

所以邝和他的团队开发了一个系统的合成生物传感器,让病人和医生快速学习如果一个银行独立委员会疗法是通过非侵入性尿分析工作。该研究小组分享他们的工作在《华尔街日报》3月3日公布的一项研究自然生物医学工程。

通常,当医生想知道如果病人应对癌症药物,他们有两个基本选择:他们可以执行活检,但这是侵入性的,可以是痛苦的,结果可能需要几天。或者他们可以拍照,CT扫描,例如,实际上看肿瘤。但成像可以欺骗当监测免疫疗法。例如,如果肿瘤似乎增加了大小,它可能看起来像病人的药物不起作用。

“但是如果你成功激活免疫系统,你会得到大量的免疫细胞进入肿瘤,它会看起来像肿瘤变得更大,“邝说。“事实上,病人对治疗。”

这叫做“pseudoprogression”的疾病。在阻止这些不友好的蛋白质的活性,ICB药物激活T细胞,保护集体攻击肿瘤。致命的T细胞杀死它的分泌蛋白酶称为granzymes,同一类的一部分在胃里发现的酶用于消化食物。强有力的东西。

“我们认为,如果病人对药物,这意味着这些T细胞蛋白酶,如果他们不回应,这些蛋白酶不在场,所以T细胞不活跃,“邝说,他的合作者包括Coulter副教授彭邱和铅作者Quoc d . Mac和学历Sivakumar,研究生的研究。

邝的实验室制作和改进合成生物传感器已经超过十年之久。在这项研究中,他们开发了传感器来检测T细胞和肿瘤蛋白酶(肿瘤分泌蛋白酶的一种)在银行独立委员会处理。

传感器连接到ICB的药物,使其对肿瘤环境后注入。当他们到达目的地时,产生的传感器是由蛋白酶激活T细胞和肿瘤细胞,它能刺激大脑释放信号荧光记者,旨在集中到尿液。

“基本上,这些信号会在血液被稀释,会很难收拾,但是从你的血液透过肾脏,“邝说。“当我们看看尿,我们变得非常集中信号,增加或减少,相应的病人是否是否回应。”

记者第二次阅读生物传感器的方法包括人工智能和机器学习技术来识别信号模式,区分不同的药物可以失败。论文的第二部分主要关注这部分,分离两种不同机制的内在阻力。

“有多个版本的阻力,“邝说。“一个病人可以本质上对治疗—也就是说,它不会为他们工作。也有患者获得性耐药,药物最初为他们工作,但随着时间的推移,它停止工作。”

邝的生物传感器可以告诉如果药物是如何工作的,并可以区分两种机制的内在阻力,由于不同的蛋白质编码基因的突变。

“接下来,我们想开发相同的生物传感器方法,获得耐药性,患者“邝说。“我们试图认为病人的旅程中我们的工作:得到一个坏的人诊断,开始一个新的治疗,药物反应,然后三个月以后他们不再回应。这是一个细微的差异,但是一个大问题。”

参考:Mac QD, Sivakumar Phuengkham H, et al .尿检测早期反应的检查点的封锁和阻力通过protease-cleaved antibody-conjugated传感器。Nat生物医学中。2022:1-15。doi:10.1038 / s41551 - 022 - 00852 - y

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