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Nature Cancer | 类器官领导者玩转高通量双抗筛选

ProteinSimple
2022.7.08
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古有神农尝百草,今有类器官试药

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结直肠癌(CRC:Colorectal Cancer)为全球范围内排名第三位最常见的癌症。2020年,近乎200万人确诊,它也是第二大引起死亡的癌症杀手。--来自WHO


患者衍生类器官(PDO: Patient-derived organoids)模型在药物筛选中有巨大应用价值。2022年题为Functional patient-derived organoid screenings identify MCLA-158 as a therapeutic EGFR × LGR5 bispecific antibody with efficacy in epithelial tumors的文章发表于Nature Cancer(IF:21.94)期刊,由类器官之父Hans Clever等来自企业和高校39位科学家共同完成。

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研究者利用结直肠癌PDO,对超过500种双特异性抗体进行药物筛选,最终发现MCLA-158(EGFR x LGR5双特异性抗体)可与表皮生长因子受体(EGFR)和富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体-5(LGR5)相结合,有效抑制结直肠癌类器官生长和转移。

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PDO比2D细胞培养更能模拟肿瘤,可更好地再现原发肿瘤异质性和空间组织。携带KRAS激活突变的很大一部分CRC仍然显示出对EGF的依赖,而在标准培养条件下扩增的细胞系却未能显示出这一特征。另外,可使用同一患者健康和癌变PDO,共同应用于早期候选药物筛选,排除对健康组织产生不利影响的药物。


然而,所有的研究模型,无论是细胞培养、人源化组织异种移植小鼠(PDX:Patient-derived xenografts)还是PDO,在面对复杂的病理生理条件下,都有各自局限,甚至可能产生互相矛盾的结果。例如,具有KRAS突变的皮下PDX模型对MCLA-158的敏感性低于KRAS突变的PDO模型。因此,治疗性药物发现面临诸多挑战。早在2016年,美国国家癌症研究所(NCI)就曾宣布,已被全世界研究人员所使用长达25年之久的NCI-60细胞系将退出历史舞台,取而代之的是来自癌症患者且经小鼠体内培养的新肿瘤样本,即PDX模型。不可否认,PDO的热度与关注度与日俱增,对比PDX模型的周期长、低通量、高成本,PDO可身先士卒,与PDX等模型一起为药物筛选共同赋能。


研究人员利用全自动Digital Western检测

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本文中,研究人员利用毛细管全自动Digital Western检测 P18T(KRAS野生型)、C55T(KRAS突变型)和C82N(非病变类器官)样本中,使用MCLA-158和西妥昔单抗(Cetuximab)培养(0小时、1小时、6小时、72小时)后,EGFR蛋白表达情况。西妥昔单抗是靶向EGFR的单克隆抗体药物,用于治疗结直肠癌转移患者。然而,存在诸多局限。目前抗-EGFR药物对RAS肿瘤家族(主要为KRAS)激活突变的CRC患者无效;并且,在RAS野生型患者中,仅对一部分人有效,并伴随治疗限制性不良反应。因此,在本实验中作为与MCLA-158的对照。


Q

类器官研究,为何需要全自动Digital Western?

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