No perfil quimiogenético, perturbações genéticas sistemáticas são usadas para entender a contribuição de cada gene para uma determinada resposta a drogas 1,2,3. Esses experimentos são valiosos e podem revelar informações importantes sobre as respostas aos medicamentos, incluindo o alvo de ligação do medicamento e os mecanismos de influxo/efluxo do medicamento. No entanto, como esses experimentos são normalmente realizados de maneira agrupada que avalia todos os genes simultaneamente, gerar insights mecanicistas a partir de dados de perfil quimiogenético pode ser um desafio.
Os mecanismos de controle e dependências genéticas para a morte celular induzida por drogas tendem a ser difíceis de resolver em dados de perfil quimiogenético. Existem várias razões para esse problema, mas muitas delas decorrem dos impactos da variação na proliferação celular4. Por exemplo, como as células proliferam exponencialmente, o efeito de uma perturbação genética na taxa de proliferação tem um impacto maior no tamanho da população do que a alteração das taxas de mortalidade celular. Além disso, como essa sensibilidade tendenciosa é exacerbada ao longo do tempo e como esses experimentos são normalmente realizados ao longo de várias semanas, a maioria dos estudos é otimizada para ser altamente sensível a defeitos de proliferação e essencialmente insensível a mudanças na morte celular induzida por drogas. Outras questões relacionadas à proliferação incluem coordenação variada entre proliferação e morte (por exemplo, com que rapidez cada clone está crescendo enquanto também morre, e isso varia entre as perturbações genéticas) e as variações nas taxas de proliferação para cada clone na ausência de droga, o que altera o número esperado de células que deveriam / poderiam ter sido recuperadas se a droga não fosse eficaz. O resultado final é que os experimentos de perfil quimiogenético geralmente pontuam o impacto das perturbações genéticas usando medições proporcionais aos tamanhos relativos da população, comparando populações tratadas e não tratadas. Como o tamanho da população é um produto das taxas de crescimento e morte celular, do ponto de vista da morte celular, a proliferação representa uma influência confusa.
Para sanar esses problemas, criamos um Método de Avaliação de Óbito Usando uma Abordagem Assistida por Simulação (MEDUSA)5. O MEDUSA funciona interpretando os dados de tamanho relativo da população observados através das lentes de simulações computacionais para inferir a combinação de crescimento induzido por drogas e taxas de mortalidade que geraram a resposta observada a drogas para cada clone genético. Dados anteriores sugerem que o método pode inferir com precisão como as perturbações genéticas afetam a taxa de mortalidade induzida por drogas, mas a precisão desse método depende de uma compreensão detalhada de como a proliferação celular e a morte celular são coordenadas por uma droga e como essas taxas variam ao longo do tempo 5,6. Além disso, as inferências baseadas no MEDUSA exigem que um medicamento seja testado em uma dose que cause morte celular substancial. É importante ressaltar que essas condições de drogação criam preocupações adicionais sobre os tamanhos da população inicial e os comprimentos dos ensaios, que devem ser cuidadosamente considerados e otimizados. Neste protocolo, descrevemos como configurar um estudo de perfil quimiogenético para análise baseada em MEDUSA e fornecemos um uso detalhado desse método analítico. O objetivo geral do MEDUSA é determinar como cada deleção de gene afeta o crescimento induzido por drogas e as taxas de mortalidade.