Генетическое профилирование и скрининг отсева на уровне генома для выявления терапевтических мишеней в мышиных моделях злокачественной опухоли оболочки периферических нервов
25 августа 2023 г.
Мы разработали межвидовой сравнительный подход к онкогеномике, использующий геномный анализ и функциональный геномный скрининг для выявления и сравнения терапевтических мишеней в опухолях, возникающих на генетически модифицированных мышиных моделях, и соответствующего типа опухоли человека.
Мы стремимся понять патогенез спорадических и NF1-ассоциированных злокачественных опухолей оболочки периферических нервов. Наша цель состоит в том, чтобы логически разработать новые методы лечения этих высокоагрессивных новообразований. Технологии, которые мы в настоящее время внедряем для продвижения наших исследований, включают беспристрастные методы, такие как скрининг шРНК на уровне генома, а также секвенирование отдельных клеток, зонды BaseScope in situ и биоинформатику.
Используя различные современные подходы, мы идентифицировали несколько рецепторов, которые необходимы для пролиферации и выживания злокачественных опухолей оболочки периферических нервов, а также являются терапевтически таргетными. Эти рецепторы включают рецептор нейрегулина, ErbB3 и рецептор лизофосфатидной кислоты 3. Преимущество использования этого подхода заключается в его способности исследовать пролиферативную значимость более 15 000 генов в линиях раковых клеток MPNST.
Это беспристрастный подход, который выявляет неизученные мишени в лечении MPNST. В дальнейшем наша лаборатория сосредоточится на валидации мишеней, идентифицированных на нашем экране. Это включает в себя использование ингибиторов на клеточных линиях и культуре и, в конечном счете, перенос этого на работу с животными.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании изучается патогенез злокачественных опухолей оболочек периферических нервов (MPNST), в частности тех, которые ассоциированы с NF1. В работе используются передовые геномные методы для идентификации терапевтических мишеней, которые могут привести к разработке новых вариантов лечения этих агрессивных опухолей.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Онкогеномика
- Нейробиология
- Биология рака
Теоретическая часть
- MPNST представляют собой высокоагрессивные новообразования.
- Понимание их патогенеза имеет решающее значение для разработки эффективных методов лечения.
- Современные исследования сосредоточены как на спорадических опухолях, так и на опухолях, ассоциированных с NF1.
- Для сравнительного анализа используются генетически модифицированные мышиные модели.
Цель исследования
- Для идентификации и сравнения терапевтических мишеней при MPNST.
- Для разработки новых методов лечения этих опухолей.
- Для использования межвидового геномного анализа с целью более глубокого понимания.
Используемые методы
- Геномные shRNA-скрининги
- Секвенирование единичных клеток
- Зонды BaseScope для гибридизации in situ
- Биоинформатический анализ
Основные результаты
- Идентификация рецепторов, необходимых для пролиферации и выживания MPNST.
- К таким рецепторам относятся erbB3 и рецептор лизофосфатидной кислоты 3.
- Для оценки их значимости в процессе пролиферации было исследовано более 15 000 генов.
- Было выявлено несколько рецепторов, которые могут служить мишенями для терапии.
Выводы
- Данное исследование дает представление о потенциальных терапевтических мишенях при MPNST.
- Современные геномные методы могут значительно расширить возможности исследований рака.
- Дальнейшее изучение выявленных рецепторов может привести к разработке новых стратегий лечения.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Скрининг выключения генов в масштабе всего генома и генетическое профилирование на мышиных моделях злокачественной опухоли оболочек периферических нервов (MPNST) позволяют систематически выявлять критически важные сигнальные пути и мишени для терапевтического воздействия. Данный подход решает проблему валидации мишеней при редких агрессивных формах рака, когда клинические возможности ограничены, а предшествующая терапия оказалась неэффективной. Интеграция сравнительной онкогеномики между видами повышает прогностическую достоверность и позволяет принимать обоснованные решения по формированию портфеля разработок новых терапевтических средств с учетом рисков.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Обеспечивает объективный анализ более 15 000 генов на предмет их функциональной значимости для пролиферации и выживаемости опухоли.
- Помогает выявлять и приоритизировать новые терапевтически значимые мишени, такие как erbB3 и рецептор лизофосфатидной кислоты 3.
- Способствует снижению механистических рисков путем валидации потенциальных драйверных мутаций на моделях человека и мыши.
- Повышает прогностическую уверенность при передаче мишеней на этапы последующей валидации и скрининга.
Скрининг и разработка анализа
- Создание валидированных клеточных систем для высокопроизводительного скрининга shRNA и количественного анализа жизнеспособности клеток.
- Обеспечение воспроизводимого измерения эффектов нокдауна генов на пролиферацию клеток с помощью имиджингового цитометра и прямого подсчета клеток.
- Поддержка стандартизации и масштабируемости анализа для систематической оценки потенциальных мишеней и ингибиторов.
- Получение надежных количественных данных для сравнения различных условий и видов.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает согласованность валидации потенциальных мишеней с релевантными моделями заболеваний на мышах и редкими образцами опухолей человека.
- Обеспечивает трансляционную преемственность от генетического открытия до доклинического тестирования ингибиторов на клеточных линиях и моделях животных.
- Поддерживает продвижение мишеней с учетом рисков при условии подтвержденного функционального воздействия у обоих видов.
- Способствует идентификации трансляционных биомаркеров для последующей клинической разработки.
Интеграция конвейеров и рабочих процессов
Данный рабочий процесс охватывает все этапы: от раннего поиска до валидации мишени, скрининга и доклинических исследований, используя сравнительную геномику разных видов для идентификации перспективных соединений и обеспечения трансляционного прогресса.
- Открывающая биология: Систематическая проверка нулевых гипотез о функциях генов в пролиферации опухолей с использованием полногеномных shRNA-скринингов на основе выбывания клеток.
- Скрининг: Получение количественных и воспроизводимых данных о жизнеспособности клеток и эффективности нокдауна для обеспечения надежной разработки анализа.
- Аналитика: Предоставление статистических результатов и сравнительного анализа для приоритизации мишеней и путей с целью их дальнейшей валидации.
- Трансляционные исследования: Перенос результатов с моделей на мышах на образцы редких опухолей человека для подтверждения преемственности биомаркеров и мишеней.
- Корпоративное повторное использование: Создание масштабируемой, многократно используемой платформы для поиска мишеней при других редких или генетически сложных видах рака.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность при выборе мишени.
- Операционная ценность: Стандартизирует высокопроизводительный скрининг и количественный анализ для обеспечения воспроизводимости и масштабируемости.
- Стратегическая ценность: Позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go), а также эффективно распределять капитал при отборе проектов в области поиска лекарств от редких видов рака.
- Влияние на портфель: Обеспечивает приоритезацию с учетом рисков и продвижение валидированных мишеней, имеющих трансляционное значение.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы в области функциональной геномики, биоинформатики и технологий высокопроизводительного скрининга.
- Необходим доступ к генетически модифицированным моделям мышей, редким образцам опухолей человека и передовым платформам для имиджинг-цитометрии.
- Требуется строгая межкомандная стандартизация протоколов анализа и конвейеров обработки данных.
- Рабочие процессы скрининга и валидации должны быть адаптированы с учетом специфики модельных систем заболеваний и ограничений по количеству образцов.
- Результаты зависят от наличия надежных инструментов статистического анализа для интерпретации количественных данных.
Часто задаваемые вопросы по биофармацевтике
Chapters in this video
0:00
Introdution
1:30
Lentiviral Packaging and Viral Titering for Genome‐Scale shRNA Screens
4:34
Lentiviral Infection of MPNST Cells and Genomic DNA Isolation for Genome‐Scale shRNA Screens
8:13
Cytometer Assays of MPNST Cells Challenged with Therapeutic Agents
