Исследователи из Массачусетского технологического института показали, что они могут использовать новый тип измерения, чтобы предсказать, как лекарства повлияют на раковые клетки, взятые у пациентов с множественной миеломой. Кроме того, они показали, что их прогнозы коррелировали с тем, как на самом деле пациенты чувствовали себя при лечении этими препаратами.По словам Скотта Маналиса, профессора Эндрю и Эрны Витерби на факультетах биологической инженерии и машиностроения Массачусетского технологического института и члена Института Коха при Массачусетском технологическом институте, этот тип тестирования может помочь врачам прогнозировать реакцию на лекарственные препараты на основе измерений скорости роста раковых клеток после воздействия лекарств. Интегративное исследование рака.
«В отношении инфекционных заболеваний тестирование на чувствительность к антибиотикам, основанное на пролиферации клеток, было чрезвычайно эффективным в течение многих десятилетий», — говорит Маналис. «В отличие от бактерий, аналогичные тесты на опухолевые клетки были сложными, отчасти потому, что клетки не всегда размножаются после удаления от пациента. Измерение, которое мы разработали, не требует пролиферации».Маналис — старший автор исследования, которое опубликовано в выпуске журнала Nature Communications от 20 ноября.
Ведущими авторами статьи являются Марк Стивенс, приглашенный научный сотрудник Института Коха и научный сотрудник Института рака Дана-Фарбер, и Ариф Четин, бывший постдок Массачусетского технологического института.Прогнозирование ответа
Новая стратегия исследователей основана на технологии, которую Маналис и другие сотрудники его лаборатории разработали за последние несколько лет для взвешивания клеток. Их устройство, известное как подвесной микроканальный резонатор (SMR), может измерять клеточную массу в 10-100 раз точнее, чем любой другой метод, что позволяет исследователям точно рассчитывать скорость роста отдельных клеток за короткие периоды времени.Последняя версия устройства, которое может измерять от 50 до 100 ячеек в час, состоит из серии датчиков SMR, которые взвешивают ячейки, когда они проходят через крошечные каналы. В течение 20-минутного периода каждую ячейку взвешивают 10 раз, что достаточно для получения точного измерения MAR.
Несколько лет назад Маналис и его коллеги решили адаптировать этот метод, чтобы предсказать, как противораковые препараты влияют на рост опухолевых клеток. В прошлом году они показали, что скорость накопления массы (MAR), измерение скорости, с которой клетки набирают массу, может выявить восприимчивость к лекарствам.
Уменьшение MAR после обработки лекарственным средством означает, что клетки чувствительны к лекарству, но если они устойчивы, MAR не изменяется.В новом исследовании ученые объединились с Нихилом Мунши из Института рака Дана-Фарбер, чтобы протестировать различные лекарства на опухолевых клетках пациентов с множественной миеломой.
Затем они сравнили результаты с тем, что произошло, когда пациентов лечили этими препаратами. Для каждого пациента они отслеживали реакцию клеток на три разных препарата, а также на несколько комбинаций этих препаратов. Они обнаружили, что во всех девяти случаях их данные совпадали с результатами, наблюдаемыми у пациентов, которые измерялись клиническими белковыми биомаркерами, обнаруженными в кровотоке, которые используются врачами для определения того, убивает ли лекарство опухолевые клетки.«Когда клинические биомаркеры показали, что пациенты должны быть чувствительны к лекарству, мы также увидели чувствительность по нашим измерениям.
В то время как в случаях, когда пациенты были устойчивы, мы увидели это по клиническим биомаркерам, а также по нашим измерениям», — говорит Стивенс.Персонализированная медицинаОдна из трудностей при лечении множественной миеломы — это выбор среди множества доступных лекарств. Пациенты обычно хорошо реагируют на первый курс лечения, но в конечном итоге у них возникает рецидив, после чего врачи должны выбрать другое лекарство.
Однако невозможно предсказать, какой препарат лучше всего подойдет конкретному пациенту в данный момент.В одном сценарии исследователи предполагают, что их датчик будет использоваться во время рецидива заболевания, когда опухоль может выработать устойчивость к определенным методам лечения.«Во время рецидива мы возьмем биопсию костного мозга у пациента и протестируем каждую терапию индивидуально или в комбинациях, которые обычно используются в клинике. На этом этапе мы сможем проинформировать клинициста относительно «к какой терапии или комбинациям терапий этот пациент кажется наиболее чувствительным или наиболее устойчивым», — говорит Стивенс.
Биопсия костного мозга часто дает ограниченное количество опухолевых клеток для тестирования — всего 50 000 опухолевых клеток в этом исследовании — но для этого метода этого достаточно, чтобы проверить множество различных лекарств и их комбинаций. Исследователи Массачусетского технологического института основали компанию, чтобы начать более крупное клиническое исследование для проверки этого подхода, и они планируют изучить возможность использования этой технологии для других типов рака.