Cribado de fármacos basado en transcriptómica rentable
23 de febrero de 2024
Este protocolo describe un flujo de trabajo desde los cultivos celulares ex vivo o in vitro hasta el preprocesamiento de datos transcriptómicos para el cribado rentable de fármacos basado en transcriptomas.
La transcriptómica nos permite obtener una comprensión profunda del programa celular y su reacción ante los cambios externos. Sin embargo, a pesar de la considerable reducción de los costes de producción y secuenciación de las bibliotecas en las últimas décadas, la aplicación de esta tecnología, a la escala necesaria para el cribado de fármacos, sigue siendo inasequible, lo que dificulta el gran potencial de estos métodos. Nuestro estudio presenta un sistema rentable para el cribado de fármacos basado en transcriptoma, que combina cultivos de perturbaciones miniaturizados con transcriptómica mini-masiva.
El protocolo minimasivo optimizado proporciona una señal biológica informativa a una profundidad de secuenciación rentable, lo que permite un cribado exhaustivo de fármacos conocidos y nuevas moléculas. Uno de los beneficios clave de combinar la transcriptómica con el cribado imparcial de fármacos es la posibilidad de identificar nuevas dianas farmacológicas que no se han considerado previamente. Los enfoques convencionales de cribado de fármacos a menudo se centran en moléculas o vías diana establecidas, lo que dificulta la identificación de nuevas dianas y puede dar lugar a fármacos con efectos secundarios imprevistos y eficacia restringida.
Descripción general
Este estudio presenta un flujo de trabajo rentable basado en el transcriptoma para la selección de fármacos, que utiliza cultivos celulares ex vivo o in vitro. El protocolo innovador minibug combina cultivos de perturbación miniaturizados con transcriptómica avanzada para identificar eficazmente nuevos objetivos terapéuticos.
Componentes Clave del Estudio
Área de Investigación
- Transcriptómica
- Tamizaje de fármacos
- Técnicas de cultivo celular
Antecedentes
- La transcriptómica fomenta el entendimiento de las reacciones celulares frente a condiciones externas.
- El cribado convencional de fármacos a menudo pasa por alto nuevos blancos terapéuticos.
- El costo y la complejidad dificultan la aplicación amplia de la transcriptómica en el descubrimiento de fármacos.
Métodos Utilizados
- Utilización de PBMCs (células mononucleares de sangre periférica) para experimentación
- Técnicas miniaturizadas de dilución de fármacos
- Protocolos avanzados de secuenciación y análisis
Resultados principales
- El protocolo minibug produce señales biológicas valiosas con una profundidad de secuenciación reducida.
- Identificó posibles nuevos blancos terapéuticos más allá de las moléculas establecidas.
- Facilitó la realización de cribados extensos de fármacos conocidos y compuestos novedosos.
Conclusiones
- El estudio establece un flujo de trabajo que facilita la identificación de nuevos blancos terapéuticos.
- Destaca la relevancia de integrar la transcriptómica en la investigación biológica moderna y en el descubrimiento de fármacos.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
El cribado de fármacos basado en transcriptómica ofrece una solución escalable para la identificación imparcial de respuestas celulares inducidas por fármacos, abordando las limitaciones de los enfoques convencionales centrados en objetivos específicos. El protocolo mini-bulk permite un perfilado transcriptómico de alto rendimiento y bajo costo, apoyando el descubrimiento temprano y la identificación de compuestos prometedores en diversas bibliotecas de compuestos. Este flujo de trabajo mejora la confianza predictiva y la selección de carteras al revelar a gran escala mecanismos novedosos y efectos fuera de diana.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Permite la interrogación exhaustiva de vías celulares en respuesta a perturbaciones farmacológicas.
- Apoya la identificación de nuevos blancos farmacológicos más allá de las vías establecidas.
- Facilita la desvinculación mecanicista mediante la captura de firmas transcripcionales imparciales.
- Mejora la confianza predictiva para la interacción con el blanco y los efectos downstream.
Desarrollo de Cribado y Ensayos
- Prepara sistemas biológicos validados para cribado transcriptómico de alto rendimiento.
- Proporciona resultados cuantitativos y reproducibles de expresión génica para la evaluación de compuestos.
- Facilita la estandarización y escalabilidad del ensayo hasta cientos de condiciones por corrida.
- Permite la comparación confiable de moléculas conocidas y novedosas en diversas condiciones.
Investigación Traductiva y Preclínica
- Alinea los resultados transcriptómicos con modelos celulares relevantes para la enfermedad cuando se utilizan PBMC u otras células primarias.
- Proporciona continuidad desde el descubrimiento inicial hasta la validación preclínica mediante la vinculación de firmas moleculares con resultados fenotípicos.
- Apoya decisiones de avance ajustadas al riesgo basadas en datos moleculares imparciales.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
Este protocolo se integra en la continuidad del descubrimiento, desde la prueba inicial de hipótesis hasta la identificación de compuestos prometedores y la evaluación preclínica, permitiendo un perfilado escalable e imparcial de la respuesta a fármacos.
- Biología del Descubrimiento: Apoya la comprobación de hipótesis y la aclaración de vías al medir los cambios transcriptómicos tras el tratamiento con fármacos.
- Tamizaje: Proporciona datos de expresión génica reproducibles y listos para ensayos, para la evaluación de compuestos de alto rendimiento.
- Análisis: Ofrece resultados cuantitativos para la comparación estadística de los efectos de fármacos en múltiples condiciones.
- Investigación Traducional: Conecta las firmas moleculares con modelos relevantes para enfermedades, apoyando el descubrimiento de biomarcadores cuando es aplicable.
- Reutilización Empresarial: Ofrece un flujo de trabajo escalable y adaptable para su uso repetido en diversos programas de descubrimiento de fármacos.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Aumenta la confianza predictiva y reduce la ambigüedad mecanicista en la validación de objetivos.
- Valor operativo: Estandariza y miniaturiza los flujos de trabajo transcriptómicos para garantizar la reproducibilidad y escalabilidad.
- Valor estratégico: Permite tomar mejores decisiones de avance o interrupción del desarrollo y una mayor eficiencia del capital al posibilitar cribados a gran escala e imparciales.
- Impacto en la cartera: Facilita la priorización y el avance ajustados al riesgo de candidatos a fármacos basados en datos moleculares sólidos.
Consideraciones de Implementación
- Requiere experiencia en transcriptómica, cultivo celular y tecnologías de secuenciación.
- Necesita acceso a plataformas de secuenciación de alto rendimiento e infraestructura analítica.
- Exige estandarización entre equipos para el manejo de muestras y el análisis de datos.
- Adaptable a diversos tipos celulares y condiciones farmacológicas con optimización del protocolo.
- Debe gestionarse la variabilidad en el número de muestras procesadas y en los tiempos de incubación para obtener resultados óptimos.
Preguntas frecuentes sobre biofármacos
Chapters in this video
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Introduction
1:08
Drug Screening Using Peripheral Blood Mononuclear Cells (PBMCs) and Cell Lysate Preparation for mRNA Sequencing
3:01
cDNA Library Preparation from the Drug Treated‐Peripheral Blood Mononuclear Cell (PBMC) Lysate for mRNA Sequencing
5:31
mRNA Sequencing to Understand the Cellular Effect of Drug Treatment
