Cost-Efficient Transcriptomic-Based Drug Screening

Jacqueline Leidner; Heidi Theis; Michael Kraut; Alice Ragogna; Marc Beyer; Joachim Schultze; Jonas Schulte-Schrepping; Caterina Carraro; Lorenzo Bonaguro

doi:10.3791/65930

Экономичный транскриптомный скрининг лекарственных препаратов

JoVE Journal
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

JoVE Journal Biology

Cost-Efficient Transcriptomic-Based Drug Screening

Экономичный транскриптомный скрининг лекарственных препаратов

Full Text

1,822 Views

06:40 min

February 23, 2024

DOI: 10.3791/65930-v

Jacqueline Leidner^1,2, Heidi Theis³, Michael Kraut³, Alice Ragogna¹, Marc Beyer^1,3,4, Joachim Schultze^1,2,3, Jonas Schulte-Schrepping^1,2, Caterina Carraro^1,2, Lorenzo Bonaguro^1,2

¹Systems Medicine,German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE) eV., ²Genomics & Immunoregulation, LIMES Institute,University of Bonn, ³PRECISE Platform for Single Cell Genomics and Epigenomics,DZNE and University of Bonn, ⁴Immunogenomics & Neurodegeneration,German Center for Neurodegenerative Diseases (DZNE) eV.

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study presents a cost-effective transcriptome-based drug screening workflow utilizing ex vivo or in vitro cell cultures. The innovative minibug protocol combines miniaturized perturbation cultures with advanced transcriptomics to identify new drug targets effectively.

Key Study Components

Research Area

Transcriptomics
Drug screening
Cell culture techniques

Background

Transcriptomics fosters insights into cellular reactions to external conditions.
Conventional drug screening often misses novel drug targets.
Cost and complexity impede broad application of transcriptomics in drug discovery.

Methods Used

Utilization of PBMCs (peripheral blood mononuclear cells) for experimentation
Miniaturized drug dilution techniques
Advanced sequencing and analysis protocols

Main Results

The minibug protocol yields valuable biological signals at a reduced sequencing depth.
Identified potential new drug targets beyond established molecules.
Facilitated extensive screening of known drugs and novel compounds.

Conclusions

The study establishes a workflow promoting easier identification of new drug targets.
It highlights the relevance of integrating transcriptomics in modern biology research and drug discovery.

Frequently Asked Questions

What is the significance of transcriptomics in drug screening?

Transcriptomics offers a comprehensive understanding of cellular responses, helping to identify new drug targets that conventional methods may overlook.

How does the minibug protocol differ from traditional drug screening methods?

The minibug protocol is designed to be cost-effective and miniaturized, allowing for broader application in drug screening.

What type of cells are used in this study?

The study utilizes peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) for its experiments.

Can this protocol be applied to other types of cell cultures?

While the study focuses on PBMCs, the principles of the minibug protocol could potentially be adapted to other cell types.

What technologies are included in the study's methodologies?

The study employs sequencing technologies and advanced cell culture techniques to achieve its outcomes.

What are the implications of finding new drug targets?

Identifying new drug targets may lead to more effective treatments and a better understanding of drug interactions.

Is this study applicable to large-scale drug development?

Yes, the cost-effective nature of the protocol supports its application in large-scale drug screening efforts.

Этот протокол описывает рабочий процесс от культивирования клеток ex vivo или in vitro до предварительной обработки транскриптомных данных для экономически эффективного скрининга лекарств на основе транскриптома.

Транскриптомика позволяет глубже понять клеточные программы и их реакцию на внешние изменения. Однако, несмотря на значительное сокращение затрат на библиотечное производство и секвенирование за последние десятилетия, применение этой технологии в масштабах, необходимых для скрининга лекарств, по-прежнему остается недоступным, что препятствует огромному потенциалу этих методов. В нашем исследовании представлена экономически эффективная система скрининга лекарственных средств на основе транскриптома, сочетающая миниатюрные культуры возмущений с мини-объемной транскриптомикой.

Оптимизированный протокол mini-bulk обеспечивает информативный биологический сигнал на экономически эффективной глубине секвенирования, что позволяет проводить обширный скрининг известных лекарств и новых молекул. Одним из ключевых преимуществ сочетания транскриптомики с объективным скринингом лекарственных препаратов является возможность выявления новых мишеней для лекарственных препаратов, которые ранее не рассматривались. Традиционные подходы к скринингу лекарственных средств часто фокусируются на установленных молекулах-мишенях или путях, что затрудняет идентификацию новых мишеней и потенциально приводит к появлению лекарств с непредвиденными побочными эффектами и ограниченной эффективностью.

View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos