استئصال الورم المشتق من المريض كمنصة "حية" قبل السريرية للتنبؤ بمقاومة الأدوية لدى المرضى
February 7th, 2021
تصف هذه الورقة أساليب توليد العلاج الدوائي وتحليل النباتات المشتقة من المريض لتقييم استجابات أدوية الورم في نظام نموذج حي ومناسب للمريض قبل السريرية.
النباتات المشتقة من المريض هي طريقة قصيرة الأجل توفر بيانات الاستجابة الفورية للأدوية التي يمكن أن تتنبأ بدقة بنتائج المرضى. تسمح منصات PD بفحص استجابات الأدوية في سياق ثلاثي الأبعاد يعكس السمات المرضية والمعمارية للأورام الإقليمية قدر الإمكان. لدى Explants القدرة على تقديم رؤى جديدة في عملية التمثيل الغذائي وآلية عمل الدواء وتسهيل تحديد المؤشرات الحيوية الدوائية الجديدة.
قبل بدء التجربة، تنظيف جميع المعدات الجراحية مع 70٪ من محلول المشروبات الروحية الميثيلية الصناعية. ملء طبق ثقافة 10 سم مع 25 ملليلتر من المتوسط الطازج على الجليد. باستخدام ملاقط، نقل العينة على سطح شمع الأسنان واستخدام اثنين من شفرات الكسب غير المشروع الجلد لشريحة الأنسجة إلى شظايا من ما يقرب من 2-3 ملليمترات مكعبة.
نقل explants في طبق 10 سم ووضع ست إلى تسع قطع من الأنسجة في أنبوب ملليلتر واحد يحتوي على 10٪ غير العازلة حل الفورمالاتين لاحتضان 24 ساعة في درجة حرارة الغرفة. ملء العدد المطلوب من الآبار من لوحة بئر ستة مع 1.5 ملليلتر من المتوسطة الطازجة لكل بئر. ووضع ثقافة organotypic إدراج طبق في كل بئر بحيث يطفو على رأس المتوسطة.
ضع ستة إلى تسعة نباتات خارجية على كل قرص إدراج وتخزينها لاحتضان 16 ساعة في حاضنة ثاني أكسيد الكربون بنسبة 5٪ للسماح بالتعافي. في اليوم التالي، إضافة متوسطة جديدة والمخدرات إلى كل بئر من لوحة جديدة. تضمين بئر للتحكم في السيارة.
عندما يتم إعداد جميع العلاجات الدوائية، استخدم الملاقط لنقل إدخال واحد إلى كل بئر من لوحة البئر الستة الجديدة لاحتضان 24 إلى 48 ساعة في حاضنة ثاني أكسيد الكربون. بعد العلاج من المخدرات، نقل الأقراص إلى ست لوحات بئر جديدة تحتوي على 10٪ الفورمالاتين. وإضافة بضع قطرات من 10٪ الفورمالين إلى الجزء العلوي من كل explant لضمان تغطية كاملة مع المثبت لمدة 24 ساعة من الحضانة في درجة حرارة الغرفة.
في اليوم التالي، نقع عدد مناسب من الإسفنج الأنسجة الصغيرة في محلول ميثيلات الصناعية 70٪. ووضع الإسفنج داخل أشرطة الأنسجة. عندما يتم وضع جميع الإسفنج، نقل جميع explants من نفس حالة العلاج من المخدرات على اسفنجة واحدة مع الجانب المعالج المخدرات من كل explant الاتصال القرص إدراجها.
وضع اسفنجة presoaked آخر على رأس كل explant وإغلاق كاسيت لتأمين explants في كاسيت. ثم غمر أشرطة في 70٪ المثيلة الصناعية الحل قبل الشروع في المعالجة النسيجية. بعد المسح الضوئي، قم بإجراء تحليل تدريبي وحمل عمليات المسح التي تحتوي على الطوابع للتدريب في برنامج التحليل المناسب.
في طريقة عرض وضع واحد، انتقل من خلال الصور وحدد عمليات المسح الضوئي لتحليل والمسح الضوئي مع مضان جوهري. مع المسح الضوئي المضان الجوهري على وجهة نظر واحدة ، انقر فوق منتقي autofluorescence لرسم جزء على مساحة من الأنسجة غير الملطخة. انقر فوق علامات تحرير والألوان وأدخل أسماء العلامات في المربع المقترن بكل فلوروفور.
انقر فوق إعداد الصور للسماح للبرنامج بطرح كثافة الفلورسينس الجوهري من جميع الصور التي تم تحميلها. انقر فوق خطوة أنسجة الشريحة أعلى الشاشة لفتح نافذة التدريب على تقسيم الأنسجة. في لوحة فئات الأنسجة، أدخل اسم كل فئة نسيج ليتم تقسيمها.
انقر فوق رسم، لرسم المناطق حول مجموعات من الخلايا في فئة الأنسجة ذات الاهتمام. ثم انتقل إلى فئة الأنسجة التالية ورسم مناطق جديدة. عندما يتم تحديد جميع مناطق التدريب، استخدم مقسم أنسجة القطار، وانتظر حتى تستقر دقة التدريب.
ربما إلى قيمة قريبة من 100٪ انقر فوق الجزء كله لتقسيم الأنسجة. بعد التحقق من جودة تجزئة الأنسجة، انقر فوق تقسيم الخلية وحدد المقصورات الخلوية لتقسيمها. لتكوين المكون النووي، استخدم شريط التمرير النموذجي للكثافة لضبط العتبة المستخدمة للكشف عن وحدات البكسل النووية.
يتم توفير الملاحظات المباشرة من خلال نافذة المعاينة. لتقسيم مجموعات من بكسل النووية، في لوحة تقسيم المكونات النووية، حدد الزر الذي يصف أفضل نوعية تلطيخ من النوى واستخدام شريط التمرير لضبط حساسية تقسيم. ثم انقر فوق مقطع الكل لتقسيم كافة الصور.
عندما يتم تقسيم جميع الصور، في لوحة الأنماط الظاهرية، أضف قائمة الأنماط الظاهرية ليتم اكتشافها وأدخل اسم الأنماط الظاهرية في مربع النص المقابل. انقر فوق تحرير الأنماط الظاهرية لتحديد خلية معينة وحدد النمط الظاهري المطابق في القائمة المنسدلة. بعد الانتهاء من اختيار للتدريب، انقر فوق المصنف القطار لتقييم نتيجة كل النمط الظاهري.
المضي قدما مع النمط الظاهري جميع، حفظ المشروع وانقر فوق التصدير. حدد علامة التبويب تحليل الدفعة ثم قم بتحميل المشروع في خوارزمية الدفعة أو مربع المشروع. لتصدير الصور والجداول، حدد كافة المربعات في خيارات التصدير، وانقر فوق إضافة شرائح وتحميل كافة الصور التي تحتوي على الطوابع للدفعات المعدة مسبقا.
ثم انقر فوق تشغيل إلى تحليل دفعة البدء من طابع واحد وتصدير البيانات المقابلة عندما تم الحصول عليها. التصوير متعدد الأطياف من الأنسجة EXPLANT NSCLC ملطخة لعلامات صلاحية الخلية، ويسمح لتحديد وphenotyping من مجموعات الخلايا الفردية، فضلا عن تحديد مكونات الورم والسترومال داخل البيئة المجهرية الورم explant. الأنسجة وتجزئة الخلايا من بقع علامة صلاحية الخلية صور متعددة الأطياف كما هو موضح، يمكن استخدامها لقياس موت الخلايا وانتشارها في explants المشتقة من المريض تعامل مع الأدوية ذات الأهمية.
على سبيل المثال، في هذا التحليل، في عينات الأنسجة من الأورام المعالجة مع نيفولوماب، تم تحديد عدد أكبر من الخلايا المحتضرة مقارنة بعينات الورم المعالجة للتحكم. وبالإضافة إلى ذلك، كما هو موضح، فإن القدرة على استخراج المعلومات المكانية من التشريح الملون، تسمح بحساب المسافات بين الخلايا. يمكن أيضا استخدام النباتات السابقة في التنميط المكاني الواسع النطاق أو القياس الخلوي الشامل ، والذي يسمح بتصنيف مئات المؤشرات الحيوية في وقت واحد بدقة فرعية مع الحفاظ على البنية ثلاثية الأبعاد للعينة.
يمكن أن تتنبأ أجهزة المساعدين الطبيين بفعالية العلاج المناعي. فعلى سبيل المثال، يمكن التمييز بين الحالات الحساسة أو المقاومة ومثبطات نقاط التفتيش المناعية والتحقيق في الآليات التي يقوم عليها هذا التمييز.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
تصف هذه الورقة طرقًا لإنشاء وعلاج الأدوية وتحليل الأنسجة المستنبتة المشتقة من المرضى لتقييم استجابات الأورام للعقاقير في نظام نموذجي سريريًا مسبقًا وحيوي. توفر الأنسجة المستنبتة المشتقة من المرضى بيانات فورية لاستجابة الدواء يمكن أن تتنبأ بدقة بنتائج المرضى.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأورام
- علم العقاقير
- النماذج السابقة للإكلينيكي
الخلفية
- الأنسجة المستنبتة المشتقة من المرضى (PDEs) هي نماذج قصيرة الأمد تحاكي بيئة الورم.
- تسمح PDEs بدراسة استجابات الدواء في سياق ثلاثي الأبعاد.
- يمكن أن توفر رؤى حول استقلاب الدواء وآليات العمل.
- قد تساعد PDEs في تحديد مؤشرات بيولوجية جديدة ديناميكية دوائية.
هدف الدراسة
- لتقييم استجابات الأورام للعقاقير باستخدام الأنسجة المستنبتة المشتقة من المرضى.
- لتطوير نموذج سابق للإكلينيكي يعكس نتائج المرضى.
- لتسخير إمكانيات PDEs في التنبؤ باستجابات الدواء.
الطرق المستخدمة
- تنظيف الأدوات الجراحية بالكحول الصناعي الميثيل الممدد بنسبة 70%.
- تحضير أطباق الثقافة مع وسط طازج على الثلج.
- نقل العينات إلى سطح شمع الأسنان.
- تقطيع الأنسجة إلى قطع صغيرة يبلغ حجمها حوالي اثنين إلى ثلاثة ملليمترات مكعبة.
النتائج الرئيسية
- توفر PDEs بيانات فورية وذات صلة لاستجابة الدواء.
- تتنبأ بدقة بنتائج المرضى بناءً على استجابات الدواء.
- يعكس السياق الثلاثي الأبعاد لـ PDEs السمات المرضية للأورام.
- تم تحديد رؤى حول آليات الدواء والمؤشرات الحيوية المحتملة.
الاستنتاجات
- تعتبر الأنسجة المستنبتة المشتقة من المرضى أداة قيمة لتقييم استجابة الدواء.
- تعزز فهم بيولوجيا الورم وفعالية العلاج.
- قد تسهّل PDEs تطوير نهج الطب الشخصي.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Patient-derived tumor explants (PDEs) provide a clinically relevant preclinical platform that preserves the tumor microenvironment and intratumoral heterogeneity, directly addressing a major limitation of traditional models. This enables more predictive assessment of drug resistance and sensitivity, supporting translational continuity from discovery to patient stratification. The PDE platform enhances portfolio decision-making by generating actionable, quantitative drug response and biomarker data aligned with clinical outcomes.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of therapeutic hypotheses in a human tumor context.
- Supports functional target validation by preserving tumor-stroma interactions.
- Facilitates mechanistic de-risking through direct measurement of drug effects on viable tumor tissue.
- Improves predictive confidence for advancing targets into later-stage development.
Screening & Assay Development
- Provides a validated 3D biological system for compound screening under physiologically relevant conditions.
- Enables quantitative, reproducible assessment of cell viability, proliferation, and death post-treatment.
- Supports assay standardization and scalability for high-content drug evaluation.
- Allows for multiplexed biomarker analysis to inform screening prioritization.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical drug response data with clinicopathological parameters for translational biomarker discovery.
- Enables risk-adjusted advancement decisions by predicting patient-specific drug resistance or sensitivity.
- Supports identification of novel interventional strategies to sensitize resistant tumors.
- Facilitates continuity from discovery through preclinical validation using patient-relevant models.
Pipeline & Workflow Integration
PDEs integrate into the discovery-to-preclinical continuum by providing a bridge between in vitro screening and clinical translation, supporting both lead identification and biomarker-driven patient stratification.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification in a preserved tumor microenvironment.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative outputs for compound evaluation in a 3D context.
- Analytics: Enables high-content measurements, including spatial profiling and cell segmentation, to compare drug effects.
- Translational Research: Aligns drug response data with clinical parameters for biomarker validation.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for ongoing drug sensitivity and resistance studies across tumor types.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in drug response assessment.
- Operational Value: Standardizes workflows for tissue processing, imaging, and quantitative analysis.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by linking preclinical data to patient outcomes.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization and advancement of drug candidates based on clinically relevant data.
Implementation Considerations
- Requires expertise in tissue handling, histology, and advanced imaging analysis.
- Demands access to multiplexed immunofluorescence and multispectral imaging infrastructure.
- Necessitates cross-team standardization for sample processing and data interpretation.
- Adaptation may be needed for different tumor types and bespoke culture conditions.
- Short-term culture limits longitudinal studies but enables rapid drug response assessment.
