使用Combi-Seq屏幕个性化抗癌药物组合
每一年,大约1000万人的生命世界各地的癌症。在上个世纪的研究已经批准了抗癌药物的数量增长突飞猛进,病人的疾病形式的多样性和反应经常失败的治疗策略。下一次革命的抗癌疗法可能抵达的形式专门针对病人的药物组合,独特的肿瘤细胞。
一项新的研究克里斯托夫•莫顿集团的前在海德堡欧洲细胞生物学实验室里的组长和目前在瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL),提出了一种新的方法,将大大增加药物疗效的力量测试和更个性化的癌症治疗铺平了道路。
进行了研究与Julio Saez-Rodriguez集团合作,海德堡大学医学院教授,EMBL的组长,海德堡大学医院分子医学合作单位(MMPU)和前EMBL-EBI组长,监督计算分析,由Bence Szalai。
由于每个患者的肿瘤细胞,不断积累突变不同,很难预测他们将如何应对特定的药物。肿瘤细胞的机会发展特定的耐药性也很高。由于这些原因,组合两种或两种以上药物比使用单一药物化疗往往被认为更有前途。然而,测试这样的组合带来了自己的挑战。
“当测试药物的影响,我们有限的组织可以从病人活检获得,通常很低。这意味着与传统技术,屏幕是不可能数以百计的药物组合的影响病人的肿瘤细胞,”莫顿说。
由于这种依赖大量的组织,现在技术只能测试少量的药物条件。他们通常也提供纯粹的“是”或“不是”的答案,例如治疗后细胞是否活着还是死去。
然而,Combi-seq——新技术克服了这一巧妙地使用微流体-流体的精确控制和操纵的小型设备。因为液体低容量的要求,这允许研究人员用非常小的样本容量进行大规模的实验。2018年,莫顿和Saez-Rodriguez组采用微流体测试56个癌细胞从患者的抗癌药物组合。
目前的技术,建立了前EMBL的博士生卢卡斯Mathur,进一步将这个过程,让研究人员测试超过400的药物组合,只有极少量的生物材料。
Combi-seq通过精确的细胞微流控操作的解决方案。研究人员利用液滴分离细胞,每个直径只有一毫米的十分之一左右。除了癌症细胞,每个液滴包含一个特定的药物组合和DNA序列称为“条形码”,作为一个标签应用的治疗条件。经过12个小时的治疗,研究人员可以池细胞,收集他们的遗传物质测序(由“条形码”),并分析结果。
不仅Combi-seq大规模扩大多少治疗条件可以同时测试,它还允许科学家从drug-exposed细胞收集准确的转录组数据。它是通过将下一代测序融入工作流。而不只是告诉我们一个细胞是否存活或死亡后药物治疗,这种方法为我们提供了丰富的信息单元的反应,医务人员可以利用而确定治疗策略。
“使用这样的转录组数据,我们可以声明关于信号通路在细胞反应的药物或基因,或表达下调。这是比我们强大的多的以前,”莫顿说。
“生成这些数据集不同的患者肿瘤类型和应用先进的计算方法可以改善我们的理解为什么药物通常不工作,最终改善病人护理,“Julio Saez-Rodriguez说。
该方法既强大和灵活的。“我们的主要兴趣是抗癌疗法,”莫顿说。“然而,这项技术可以扩展到任何情况需要分析主要人类细胞对药物的反应。”
参考:Mathur L, Szalai B, Du NH, et al . Combi-seq药物组合的多路复用transcriptome-based剖析在单细胞滴使用确定性的条码。Nat Commun。2022;13 (1):4450。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 32197 - 0
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