Beoordeling van de reparatieactiviteit van DNA-dubbelstrengsbreuken met behulp van high-throughput en kwantitatieve luminescentie-gebaseerde reporter-assays
14 juni 2024
We presenteren protocollen voor de beoordeling van de vaardigheid van de dubbelstrengsbreukherstelroute in cellen met behulp van een reeks op luminescentie gebaseerde extrachromosomale reportersubstraten.
Artios ontwikkelt nieuwe geneesmiddelen tegen kanker die gericht zijn op de reactie op DNA-schade. Om dit mogelijk te maken, hebben we een reeks nieuwe tests ontwikkeld om de activiteit van cellulair DNA-herstel te meten. Deze testen hadden een grote impact op onze programma's, wat leidde tot het testen van activa in de klinische fase bij patiënten met hoge onvervulde medische behoeften.
Het nauwkeurig meten van on-target cellulaire activiteit is essentieel voor de ontwikkeling van nieuwe gerichte therapieën. Het genereren van assays voor DNA-reparatiefactoren met de vereiste eigenschappen voor het voeden van een efficiënte campagne voor het ontdekken van geneesmiddelen is een uitdaging geweest, of het nu gaat om de noodzaak van een hoge doorvoer, robuuste signaal-ruis, snelle doorlooptijd en idealiter overdraagbaarheid naar verschillende biologische systemen. We hebben een reeks robuuste, kwantitatieve en titreerbare luminescentie-gebaseerde reporter-assays ontwikkeld om de vaardigheid te meten van vier belangrijke dubbelstrengs breukherstelroutes, homologe recombinatie, niet-homologe eindverbinding, microhomologie-gemedieerde eindverbinding en enkelstrengs gloeien.
Deze reporter-assays zijn gevalideerd als het uitlezen van pathway-dependent repair, zijn gevoelig voor farmacologische modulatie en hebben een snelle doorlooptijd. De reparatiesubstraten die we hebben ontwikkeld zijn extrachromosoom, zodat ze tijdelijk kunnen worden getransfecteerd naar interessante modellen en gemakkelijk kunnen worden geschaald naar een high-throughput-formaat. Wij zijn van mening dat onze testsystemen een belangrijke plaats innemen bij het mogelijk maken van de ontdekking van DDR-geneesmiddelen, maar ook bij het vergroten van ons begrip van DDR-biologie in het algemeen.
In dit opzicht hopen we dat de methoden helpen bij het versnellen van de identificatie en vervolging van nieuwe medicijndoelen, wat leidt tot geneesmiddelen voor ziekten zoals kanker waar een grote onvervulde medische behoefte aan bestaat.
Overzicht
Dit artikel presenteert protocollen voor het beoordelen van de competentie van de route voor reparatie van dubbelstrengsbreuken in cellen met behulp van luminescentie-gebaseerde extrachromosomale reportersubstraten. De ontwikkelde tests zijn cruciaal voor het begrijpen van de DNA-schaderespons en het faciliteren van geneesmiddelontdekking in de oncologie.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- DNA-schaderespons
- Cellulaire reparatiemechanismen
- Oncologische geneesmiddelontdekking
Achtergrond
- Dubbelstrengsbreuken in DNA zijn kritische letsels die efficiënt repareerd moeten worden.
- Het begrijpen van reparatieroutes is essentieel voor het ontwikkelen van gerichte kankertherapieën.
- Bestaande tests voor het meten van DNA-reparatieactiviteit hebben beperkingen in doorvoer en gevoeligheid.
- Nieuwe tests kunnen geneesmiddelontdekkingsinspanningen verbeteren door nauwkeurig de cellulaire activiteit te meten.
Doel van het onderzoek
- Om robuuste tests te ontwikkelen voor het meten van de competentie van belangrijke dubbelstrengsbreukreparatieroutes.
- Om de identificatie van nieuwe doelen voor geneesmiddelen in kankerbehandeling te faciliteren.
- Om het begrip van de biologie van de DNA-schaderespons te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Ontwikkeling van luminescentie-gebaseerde reportertests voor vier reparatieroutes.
- Tijdelijke transfectie van extrachromosomale substraten in celmodellen.
- Meting van luminescentiesignalen om de reparatiecompetentie te beoordelen.
- Validatie van tests op gevoeligheid voor farmacologische modulatie.
Belangrijkste resultaten
- Tests toonden route-afhankelijke reparatieactiviteit aan.
- Kwantitatieve metingen toonden gevoeligheid voor geneesmiddelmodulatie.
- Snelle doorlooptijden werden bereikt voor testresultaten.
- Tests zijn schaalbaar voor hoge-doorvoerscreening.
Conclusies
- De ontwikkelde tests zijn waardevolle hulpmiddelen voor geneesmiddelontdekking in kanker.
- Ze verbeteren het begrip van DNA-reparatiemechanismen.
- Deze methoden kunnen de identificatie van nieuwe therapeutische doelen versnellen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Quantitative luminescence-based reporter assays for DNA double strand break repair enable high-throughput, pathway-specific measurement of cellular DNA repair activity, directly supporting target validation and mechanistic de-risking in oncology drug discovery. These assays provide rapid, reproducible, and scalable outputs essential for advancing DNA damage response (DDR) therapeutics. Their integration into discovery pipelines enhances predictive confidence and portfolio triage for DDR-targeted assets.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of DDR pathway activity for functional target validation.
- Supports mechanistic de-risking by distinguishing pathway-specific repair proficiency.
- Facilitates predictive confidence in target engagement and biological relevance.
- Accelerates identification and prioritization of novel DDR drug targets.
Screening & Assay Development
- Provides validated, quantitative readouts for robust assay standardization.
- Delivers high-throughput, scalable formats suitable for compound screening.
- Ensures reproducibility and titratability across diverse biological systems.
- Enables reliable evaluation of pharmacological modulation of DNA repair pathways.
Translational & Preclinical Research
- Aligns pathway-specific repair measurements with disease-relevant DDR biology.
- Supports continuity from discovery through preclinical validation of DDR targets.
- Informs risk-adjusted advancement decisions for DDR-focused portfolios.
- Provides mechanistic insights to guide translational biomarker strategies.
Pipeline & Workflow Integration
These assays position within the discovery continuum from early target validation through lead identification and preclinical evaluation of DDR-targeted therapeutics.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification for DDR mechanisms.
- Screening: Delivers assay readiness, reproducibility, and quantitative outputs for compound evaluation.
- Analytics: Provides sensitive luminescence measurements to compare repair activity across conditions.
- Translational Research: Enables alignment of cellular repair proficiency with disease models when relevant.
- Enterprise Reuse: Offers a portable, scalable platform adaptable to multiple cell systems and discovery programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in DDR target validation.
- Operational Value: Standardizes and accelerates assay workflows with high-throughput scalability.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling robust biological readouts.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of DDR-targeted assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in molecular biology and luminescence assay design.
- Needs access to luminescence plate readers and standard cell culture infrastructure.
- Demands cross-team standardization for assay reproducibility and data comparability.
- Adaptable to various cell models via transient transfection of extrachromosomal substrates.
- Dependent on validated controls to distinguish pathway-specific repair activity.
