发现为什么一些细胞产生抗药性的抗癌疗法

研究小组由西北大学和宾夕法尼亚大学的科学家创造了一个新的合成生物学方法,一个“癌症细胞,二维码”遵循肿瘤细胞随着时间的推移,发现有意义的差异为什么癌症细胞死亡或生存抗癌治疗的反应。

值得注意的是,什么命运癌症细胞经过几个月的治疗选择是“完全可预测的“基于看似很小,但重要的是,甚至在开始治疗之前出现的差异。研究人员还发现不是遗传的原因,相反的信念在现场举行。

这项研究结果发表在《华尔街日报》自然。

研究概述了团队的新的技术平台,开发了一种“二维码”的数以百万计的细胞等后来科学家发现和使用标签天鹅在池塘里。二维码指导研究者这些细胞的全基因组分子组成,并提供关于他们是如何反应的癌症治疗。

“有很多方法细胞变得不同,“尤Goyal说,报纸的领导和文章的第二作者。“我们实验室要求,如何单个细胞做决定吗?的上下文中理解这种癌症是更令人兴奋的,因为有一个临床相关的二分法:细胞死亡或成为耐药当面对疗法。”

Goyal细胞和助理教授发育生物学西北大学Feinberg医学院与化学和有礼貌的任命生物工程麦考密克和生物医学工程学院的工程。他是一名西北大学合成生物学中心和美国西北大学的罗伯特·h·劳瑞综合癌症研究中心。Goyal股票Arjun Raj的资深作者的标题,宾夕法尼亚大学的遗传学家。

在这项研究中,该实验室和合作者寻求适用合成生物学工具来回答的关键问题癌症研究:是什么让某些肿瘤治疗后回来几个月或几年?换句话说,可能实验室了解导致一些罕见的细胞发展治疗抵抗的药物?

该领域的一些科学家认为基因差异在罕见的细胞的DNA是驱动耐药性。调查这一假说,研究小组把前后克隆细胞通过全基因组测序管道比较数量,并没有发现系统潜在的基因突变。

“我们认为这项工作是真正改变我们思考如何治疗抵抗,“Arjun Raj说,文章的第二作者,生物工程工程学院的教授,在宾夕法尼亚大学的应用科学。”,而不是药物耐药细胞进来一个味道,我们表明,即使在严格控制的条件下,不同的“味道”可以出现,提高的可能性,这些味道可能需要单独对待。”

使用跨学科团队自己的培训作为一个工程师有很强的数学background-Goyal帮助开发“二维码”框架,FateMap,能够识别每一个独特的细胞似乎对药物治疗产生抗药性。“命运”是指细胞死亡还是生存(如果是这样,如何),和科学家们“地图”细胞在它们的寿命,之前和之后的抗癌治疗。

FateMap是工作的结果从几个研究机构,它适用于一个跨越多个学科融合的概念,包括合成生物学、基因工程、生物信息学、机器学习和热力学。

“一些好是不同的,并不是所有的叶子在树上看重要的相同但我们想要确定,“Goyal说。“细胞生物学领域很难定义如果差异有意义。”

从前后治疗通过收集数据,科学家发现,细胞所做的是完全确定之前暴露于药物。发现细胞的差异之前添加一个药物因此可能导致新疗法的发展目标差异的司机,而不是它的结果。

Goyal说他们的下一个问题在于是否可以预测细胞行为跨多个不同的细胞治疗和癌症类型。做同样的细胞会对化疗产生抗药性。在其他模型或者是一组不同的细胞的影响?

“这仅仅是个开始,”Goyal说。“我期望的概念和技术进步从我们的工作要容易适用于不同生物的问题,从癌症到胚胎再生医学发展。我们的工作强调了需要使用方法无缝地踏学科界限发展持久的治疗癌症。”