单细胞技术消除了识别针对特定癌症的免疫细胞时的低效

免疫疗法的科学例证

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一种筛选液滴中的免疫系统细胞的设备可以在几天内选择并分离出那些可以针对特定肿瘤的细胞,这比目前创造免疫疗法的方法缩短了几个月。该系统还可以用于个性化癌症治疗。

T细胞是一种白细胞,它通过识别外来抗原来攻击和清除体内的异常细胞。T细胞受体,或TCRs,在T细胞表面结合抗原并激活T细胞对抗入侵者。然而,癌症肿瘤通过释放免疫抑制物质和下调免疫系统关键蛋白质的表达来逃避免疫检测。T细胞疗法旨在纠正这一点。

人体含有大量不同的T细胞,但每一种都针对不同的抗原,这是一个问题。在T细胞疗法中,针对一种肿瘤抗原的数十亿个T细胞进入人体,产生更强的免疫反应。

分离出表达靶向抗原特异性受体的T细胞对于T细胞治疗的成功至关重要,但考虑到数十亿种不同的TCRs,这是一个巨大的挑战。加州大学欧文分校的赵伟安评论说:“上游发现阶段极其耗时和低效,是实现更多治疗方法的主要障碍。”这就是赵和他的同事创造的设备可以发挥作用的地方。通常情况下,识别正确的治疗细胞需要几个月甚至几年的时间——许多患者都没有这个时间——赵的设备只需要几天。

首先,该设备将单个T细胞与目标癌细胞一起培养在单个液滴中。然后,研究小组通过跟踪被激活的T细胞中eGFP(增强型绿色荧光蛋白)表达引起的荧光来监测T细胞的激活动力学。其他鉴定技术依赖于结合来鉴定所需的T细胞,这意味着它们可以选择假阳性T细胞,即成功结合但没有功能的T细胞。实时监测激活动力学使科学家能够以100%的特异性选择功能性T细胞,并确保它们不会被非功能性细胞稀释。传统的方法使用连续稀释来实现单个克隆,这是一个耗时的过程。在这里,由于分析的是单个细胞,每个细胞都是单个克隆,所以不需要这样做。最后,该设备在一次实验中分析一百万个克隆,以快速识别感兴趣的克隆。

一个图像显示液滴为基础的平台

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这种基于液滴的平台筛选识别目标肿瘤抗原的特定T细胞

“这吸引了很多关注的原因,我认为这是如此令人兴奋的影响,因为它可以真正帮助将更多的免疫疗法引入临床,治疗一系列癌症,希望成本也能低得多,”赵评论道。目前治疗费用高达50万美元或更多。

美国耶鲁大学的樊荣(Rong Fan)评论说:“这种类型的技术有潜力被扩大并完全标准化,以广泛应用于免疫肿瘤行业。”樊荣的研究小组正在探索癌症诊断和治疗中的单细胞技术。

除了作为免疫治疗公司的工具外,如果使用患者细胞,该设备还可以实现个性化治疗。“这是我们非常兴奋的事情,”赵兴奋地说,“我们的目标是把它带给病人。”

病人和医生们已经开始关注了:研究小组已经收到了病人的询问,他们想知道这项技术是否能帮助他们——它能识别他们的肿瘤和他们所需的相应TCRs吗?对于任何特定的患者,该技术都可以分析他们的肿瘤细胞和tcr,以确定理想的患者特异性tcr -抗原匹配。

在帮助发现治疗方法方面,“我们很高兴我们快要成功了,”赵说。“就在我们说话的时候,我们正在与世界上一些领先的制药生物技术公司保持联系。这是真的,正在发生。”