使用癌症细胞的质量预测治疗反应

科学家们设计了一种设备,可以检测微小细胞群的变化,可能使研究人员预测肿瘤细胞对药物治疗反应。这种装置可以帮助临床医生决定给每位患者的个性化治疗方案,该研究的作者相信。

利用从患者肿瘤细胞和小鼠,研究人员表明,设备,衡量质量的单个细胞的变化,正确预测细胞是否敏感或对某些药物产生抗药性。

领导的研究小组,斯科特这里离马纳利市,博士,麻省理工学院的大卫·魏因斯托克,医学博士基思利贡,医学博士丹纳-法伯癌症研究中心的研究,也证明了该设备可以用来快速测试几种不同的药物对肿瘤细胞的影响直接取自一个病人。

虽然研究表明他们的设备的功能,仍然需要一个“大量的工作”,以确定是否可以指导选择个性化的癌症治疗的诊所,该研究的作者写道。

这项研究的结果,由国家资助的部分的创新分子分析技术(IMAT)计划,出现在自然生物技术10月10日。

测量单细胞质量

癌症治疗转移从一个“放之四海而皆准”的方法,对精密医学的方法,为每个病人选择治疗的基础,部分病人的癌症的遗传和分子组成。

在某些情况下,特定的基因突变的肿瘤可能有助于预测患者是否可能对治疗与一个特定的治疗。一些研究人员正在试图确定这些基因突变不同癌症类型和开发测试,可以可靠地识别它们。”,但超过90%的患者,癌症没有突变,提出一种有效的药物,“这里离马纳利市博士说。

另一种方法来指导个性化治疗,他解释说,是收集生活癌细胞从病人和测量他们的生物反应不同的可能的治疗方法。了解病人的癌细胞如何应对药物治疗在实验室里,他继续说,可能提供更好的治疗选择。

十多年来,这里离马纳利市博士的团队在麻省理工学院已经开发一个设备可以帮助做到这一点。鼻中隔黏膜下切除术后的设备,称为悬浮微通道谐振器(),包含一系列的振荡悬臂梁与镂空体液和细胞流动渠道。悬臂结构,类似于一个跳板,是“用于各种各样的技术和建筑组件,”托尼说Dickherber,博士,主任IMAT程序。

鼻中隔黏膜下切除术后在细胞穿过一个通道的质量影响悬臂摆动的速度。从这个速度,可以计算每个单元的质量在femtograms-a单位质量小于一千万亿倍克(一个回形针的质量是约1克)。

每一个细胞经过多次通过设备,其质量的变化在一段几分钟(称为质量累积率,或3月)也计算。

“细胞不断分泌很多不同的事情,“这里离马纳利市博士说。“总吸收和总分泌的区别是质量堆积速率,可以表明细胞生长。”

预测癌症细胞反应

首先,研究人员设计了一个鼠标细胞系敏感或耐药靶向药物伊马替尼(格列卫®)。然后他们与伊马替尼治疗细胞测量了火星。鼻中隔黏膜下切除术后他们发现正确预测预期的反应:与未经处理的细胞相比,火星imatinib-sensitive细胞已经接近于零,而火星imatinib-resistant细胞持平。

同样,他们看到类似的结果在测试设备的使用不同的胶质母细胞瘤细胞系已知敏感或耐一个实验性靶向治疗。结果也符合传统的细胞死亡测试的结果显示细胞是否被治疗。

设备也正确地预测响应利用老鼠的细胞工程有敏感或对伊马替尼耐药的白血病,甚至当他们使用工作只有少数白血病细胞获得一滴血液。这是一个重要的特点,该研究的作者写道,因为通常只有有限的癌细胞可从患者活检。

最后,研究人员测试了设备使用人类患者临床样本。他们发现他们可以迅速测量火星的急性髓系白血病(AML)细胞获得直接从一个病人,然后与一些药物治疗鼻中隔黏膜下切除术后在实验室里,他们还使用了3月的变化检测白血病细胞之前和之后的病人接受治疗。

优势和挑战

在他们的实验中,研究人员发现,火星的单个细胞来自同一肿瘤差异很大,他们写道,这反映了肿瘤heterogeneity-diversity癌细胞的分子组成和行为在一个肿瘤。

其他测试的药物敏感性在实验室中常用的测量的平均死亡率增长或一群细胞,但平均可能不能代表整个细胞群的真实行为,这里离马纳利市博士说。肿瘤异质性与耐药性,所以能够测量异质性在实验室测试中可能产生更精确的预测肿瘤的反应。

设备可以克服现有药物敏感性测试的其他缺点在鼻中隔黏膜下切除术后,可以快速、准确地阅读使用少量的细胞,Dickherber博士说。这短时间是一个主要的优势,这里离马纳利市博士说,尤其是测试细胞已从一个病人,因为“你可以测量它们,越早越近的细胞可能会到原来的状态。”

但有局限性的新设备,Dickherber博士警告说。

例如,细胞培养过程需要治疗鼻中隔黏膜下切除术后病人的细胞分析之前可能会引入自然的生物变化,可以倾斜的结果。研究人员还不知道他们是否能够使用的设备来测试细胞实体肿瘤患者因为潜在损坏的细胞时鼻中隔黏膜下切除术后准备。

这里离马纳利市博士认为,他们的设备的另一个“有用的能力”是鼻中隔黏膜下切除术后的细胞检测仍然可以用于额外的分析,包括测序。例如,这里离马纳利市博士和他的团队正在进行单细胞基因表达测量获得3月后测量为了更好地理解为什么有些细胞反应和其他人对相同的药物治疗。

来源:

发生的故事国家癌症研究所。请注意:上面的内容可能是编辑,以确保其符合技术网络的风格和长度的指导方针。188金宝搏备用

参考:

史蒂文斯,M . M。莫雅,c . L。周,N。村上,m。、Knoff d S。菊池,Y。,…这里离马纳利市,s r (2016)。单一肿瘤细胞的药物敏感性预测的质量累积率的变化。自然生物技术。doi:10.1038 / nbt.3697