小Biomagnets加速药物发现

什么开始作为一个走廊同事间的谈话现在是一个“引擎发现新的治疗靶点的细胞”由于医学通过设计,说Shana凯利,一个大学教授在莱斯利丹药房多伦多大学的学院。

凯利的实验室正在开发一个便携式,芯片一样装置,利用微小的磁铁,大量的混合细胞类型作为她的药物设计团队项目的一部分。她想知道如果设备可以加上CRISPR-based基因编辑技术开发的另一种药物的设计团队领袖,杰森•莫法特教授唐纳利细胞和生物分子研究中心。

他们推断,这两种方法在一起可以加快梳理人类基因组潜在的药物靶点。

“我们随便同意结合技术,效果非常不错,”凯利说。

“这是属于动态的优势多伦多和医学研究生态系统通过设计,”她说。“我从来不知道这项技术如何定位和链接它与CRISPR如果我没有所有这些伟大的人谈话。”

他们共同努力的结果,也与Stephane激怒合作,莱斯利丹药店,学院教授和泰德·萨金特大学电子与计算机工程系教授,叫麦克,微流体细胞分类,描述在《华尔街日报》周一发表的一项研究自然生物医学工程。

麦克风将使研究人员在寻找快速搜寻人类基因组基因及其蛋白质产品,可以有针对性的药物。

在一个小时,中等收入国家可以收集珍贵罕见的细胞,CRISPR透露有前途的药物靶点,从一个大,混合的细胞群。同样的实验需要20到30小时使用荧光技术的黄金标准方法排序。

研究人员使用CRISPR关闭每个大约20000个人类基因在细胞这如何影响疾病相关蛋白质的水平,有助于癌症扩散。这可以揭示其他候选基因,编码的蛋白质,在同一通道工作,可以有针对性的药物消除靶蛋白,阻止癌症。需要注意的是,基因屏幕导致混合单元的数量,与预期的效果出现在很小很小比例的细胞,为进一步研究必须舀出。大多数cell-sorting仪器使用激光分离荧光标记的细胞,但这需要时间。

麦克风工作更快由于微小的磁铁设计绑定到目标蛋白质,使细胞撒上磁性粒子。信用卡大小的一半,其表面还夹杂着条渡轮的磁性材料细胞从一个设备到另一个。一旦在远端,细胞分为不同的基于他们携带多少粒子收集渠道,作为代理的目标蛋白质。

“多达十亿细胞可以沿着公路磁指南,我们可以在一个小时,过程,”凯利说。“这是一个巨大的改变CRISPR屏幕。”

为了测试麦克风可以发现新的药物靶点,研究人员专注于癌症免疫治疗,免疫系统工程破坏肿瘤细胞。他们寻找一种方法来减少CD47蛋白的水平,这发出了一个“别吃我”的信号的免疫系统,通常是被肿瘤细胞逃避免疫检测。其他人发现,阻断CD47直接有害的副作用,促使医学的设计团队寻找CD47蛋白水平调节基因。

全基因组CRISPR屏幕显示一个基因称为QPCTL,编码一个酶,帮助伪装CD47从免疫系统和可以用现成的药物被阻塞。

“如果你可以通过作用于QPCTL调节CD47水平,这可能是一个有趣的方法技巧免疫系统清除癌症,”莫法特说。

的早期,但凯利和莫法特对QPCTL充满希望的治疗癌症的潜力,也许让巨噬细胞目标肿瘤细胞。他们也推出multi-lab飞马项目合作,表型基因筛查的规模,这将扩大技术询问广泛的治疗目标。

在再生医学方面,麦克风将有助于揭示基因激活干细胞转化成专门类型的细胞,这将使它更容易收获想要的细胞类型的治疗。

尽管凯利的团队最初开发磁性细胞分选分离血液中的肿瘤细胞,其再利用药物目标发现可能有更广泛的影响,中等收入国家已经吸引了大量研究团体和行业的兴趣。

参考:更好的,et al。(2019)高通量基因组通过immunomagnetic细胞表型筛选排序。自然生物医学工程DOI: https://doi.org/10.1038/s41551 - 019 - 0454 - 8

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