Isolement des lymphocytes T uniques d'intérêt utilisant une plate-forme d'Optofluidic

insights from industryMark White, Ph.D.Senior Director of MarketingBerkeley Lights

Une entrevue avec la zone blanche de repère, le Ph.D., discutant le besoin d'analyse unicellulaire et les techniques qui permettent l'isolement des lymphocytes T de haute valeur pour l'usage dans la recherche universitaire et le développement pharmaceutique.

Pourquoi l'industrie pharmaceutique est-elle intéressée à recenser le fonctionnement et le phénotype de différents lymphocytes T ?

Au cours de la dernière décennie, il y a eu une décomposition dans le développement des immunothérapies ; médicaments qui transforment le système immunitaire en arme contre un cancer ou une condition différente de la maladie. Avec l'émergence des anticorps basés sur immuno et des thérapies cellulaires, il y a un intérêt énorme pour les lymphocytes T.

Les sociétés pharmaceutiques veulent savoir ce que les lymphocytes T font, ils fonctionnent, et comment nous pouvons exploiter ceci pour la création d'une meilleure thérapeutique. Cet intérêt fondamental a traduit en regarder des lymphocytes T d'une voie neuve entière et plonger profondément sur le phénotype et le fonctionnement des lymphocytes T.

Lymphocyte TCrédit d'image : sciencepics/Shutterstock.com

Les Immunologue avaient regardé pendant longtemps différents lymphocytes T. L'objectif de l'industrie pharmaceutique est de trouver les meilleures cellules. Si vous effectuez une thérapie cellulaire et vous mettez des milliards de cellules dans un patient pour essayer et traiter leur état, est-ce qu'une des questions clé est-elle, lesquelles de ces cellules ont le fonctionnement que vous pensez qu'ils font ? Le fonctionnement étant un comportement tout à fait compliqué de cellules, qui est la capacité d'agir l'un sur l'autre avec une cellule tumorale, l'identifient comme étrangère et puis l'attaquent.

La plupart des questions entourent deux thèmes principaux ; comment pouvons-nous rendre nos procédés plus efficaces et comment pouvons-nous recenser seulement les meilleures cellules ? Les scientifiques travaillant dans ce domaine regardent des voies de recenser et joindre directement avec le phénotype d'un lymphocyte T individuel avec son comportement ou fonctionnement réel de cellules.

Après ceci, dans un réglage de R&D, les scientifiques essayeront de rendre des lymphocytes T plus fonctionnels, regardant la génomique ou le transcriptome fondamental d'un lymphocyte T et demandant pourquoi un groupe de lymphocytes T pouvait détruire un groupe de cellules tumorales et un un autre n'était pas.

Si vous pouvez profondément caractériser, profiler et tracer vos populations de lymphocytes T au niveau de la cellule unique, vous pouvez commencer à recenser la fraction des lymphocytes T qui font réellement ce que vous voulez.

Quelles techniques sont type employées pour ce procédé dans l'industrie pharmaceutique ? Y a-t-il des limitations ?

Il y a quelques limitations principales pour les techniques courantes qui sont faites aujourd'hui. Le premier associe aux techniques de haut-débit qui te permettent seulement de prendre un instantané unique de cette population à temps.

Vous pouvez pouvoir réaliser la définition unicellulaire de ce que regarde chacun de ces différents lymphocytes T comme ce timepoint, mais si vous alors changez quelque chose ou continuez à cultiver, vous ne pouvez pas directement joindre le phénotype de ces cellules ou le comportement à la première fois indiquent le deuxième.

Par exemple, vous ne pouvez pas joindre le phénotype pour une cellule un timepoint 0 avec l'expression du gène ou le phénotype des cellules au timepoint de 12 heures. Ceci vous empêche d'obtenir les caractéristiques les plus de haute résolution sur le meilleur comportement de cellules ou le génotype pour un traitement couronné de succès.

L'autre sujet entre avec la représentation ou les méthodes de sous tension-cellule qui peuvent vérifier le fonctionnement à cellule T individuel. Avec la plupart de ces techniques, vous ne pouvez pas récupérer les cellules du dispositif ou de l'instrument que vous prenez la mesure de.

Aux lumières de Berkeley, nos plates-formes peuvent être utilisées pour suivre des milliers de lymphocytes T uniques au fil du temps, prenant des mesures multiples du comportement ou du phénotype de cellules et puis regardant finalement leur génotype. Par ce procédé, les scientifiques peuvent trouver les meilleures cellules dans les paramètres qu'ils recherchent.

La capacité de détruire une cellule tumorale combinée avec des Alpha-bêta enchaînent des séquences d'un lymphocyte T unique, par exemple, définira des voies de viser des lymphocytes T vers un antigène spécifique. Les scientifiques peuvent regarder le transcriptome entier pour essayer et vérifier ce qui se produisait en ce lymphocyte T et pourquoi cela a différé à une autre cellule de la même population.

La troisième et finale limitation est la destruction des échantillons précieux. Tous les échantillons humains sont précieux, et la plupart d'entre eux vient en volumes relativement petits avec des numéros limités des cellules. Il est pour cette raison indispensable que vous puissiez récupérer les la plupart ou tout les échantillon après analyse. Pour réaliser ceci, les scientifiques travaillant dans le domaine de l'immunologie recherchent toujours des voies d'intégrer des mesures ensemble dans la même frite, sur les mêmes cellules et d'obtenir autant de l'information comme possible.

Pour des scientifiques effectuant la fabrication de thérapie cellulaire, ils doivent d'abord analyser leur procédé utilisant des échantillons. Si c'est un échantillon patient réel, ils ne peuvent pas se permettre de détruire plusieurs de cellules tout en essayant de comprendre ou optimiser le procédé. L'emploi en tant que peu de cellules aussi possibles et extraire autant de l'information comme possible de ces cellules est valeur à elles.

C'est pourquoi nous avons développé nos plates-formes de Lightning™ et de Beacon®, qui permettent à des scientifiques de travailler avec des numéros de petite cellule ; entre 1000 à 100.000 cellules au total.

Lymphocyte TCrédit d'image : Photos de ci/Shutterstock.com

Quelles sont les plates-formes de radiophare et de foudre et comment elles fonctionnent ?

Nous avons lancé la plate-forme de foudre en juin. Cette plate-forme a été conçue pour des efforts et le développement orientés d'analyse sur des lymphocytes T en particulier.  Elle a été optimisée pour les Immunologue qui travaillent dans les laboratoires d'inférieur-débit qui doivent tordre et changent leurs analyses souvent.

Elles veulent pouvoir changer rapidement une analyse et développer un neuf. Pour elles, l'automatisation n'est pas importante. Ce qui est le plus important entre leur échantillon dans le système aussi rapidement que possible et effectue leur expérience.

Comparé à notre plate-forme de radiophare, qui a été conçue pour des applications de haut-débit, la plate-forme de foudre a une remarque plus accessible des prix. Elle fait fonctionner une frite unique d'OptoSelect et a 1.500 nanopens là-dessus. Nous pouvons interviewer approximativement 1.000 lymphocytes T uniques dans un seul passage au cours de 24 heures.

La plate-forme de radiophare a été lancée il y a environ trois ans et a été conçue pour le développement de lignée cellulaire et la découverte de lymphocyte B de plasma.

Pour le développement de lignée cellulaire, la plate-forme de radiophare permet à des scientifiques de recenser les cellules de CHO qui sécrètent les titres les plus élevés des molécules d'IgG avec le monoclonality 99,9% en cinq jours. Elle permet le choix très rapide des meilleurs clones.

Pour des scientifiques travaillant à la découverte de lymphocyte B de plasma, ils effectuent un bon nombre d'examen critique de haut-débit pour trouver les meilleures molécules de fil. Le radiophare a été développé pour interviewer 25 à 30.000 cellules de B de plasma directement, sans fusion à une cellule de myélome pour préparer un hybridome. Ces cellules sont fragiles et ne vivent pas très longtemps, ainsi pouvoir regarder chaque cellule individuelle et la mesurer, par exemple, si l'anticorps qu'elles sécrètent grippera à l'antigène sur la surface d'une cellule sous tension, est utile. Ce procédé prend normalement 3 mois, mais le radiophare ramène ceci vers le bas à 1-2 jours.

Comment le système de foudre aide-t-il des scientifiques de R&D à récupérer des lymphocytes T d'intérêt ? Comment parvenez-vous à maintenir les cellules vivantes pendant ce procédé ?

N'importe quelle manipulation que vous faites à une cellule comporte un risque pour cette cellule. Nous avons mis sur pied la compagnie avec la mentalité que nous voulons fournir le meilleur environnement du monde pour une cellule. Il y a beaucoup d'aspects à ceci et c'est notre frite d'OptoSelect qui est à la base de tout que nous développons. Nous avons veillé que chaque surface a été hautement définie avec la chimie extérieure et qu'elle était hautement biocompatible avec des lymphocytes T, des lymphocytes B, ou des cellules de CHO.

Chaque cellule est mise dans un de nos nanopens, soi-disant parce qu'ils ont des volumes de nanoliter. Une cellule dans un nanoliter est l'équivalent de 1 million de cellules par ml, qui est la densité heureuse de `' pour la plupart des types et cultures cellulaires de cellules. Les cellules peuvent sécréter les facteurs qui maintiennent eux vivant et le fonctionnement.

Le petit volume leur permet de produire un micro-environnement en quelques minutes à une heure qui favorise hautement la croissance des cellules. Nous inondons également des medias par la frite, signifiant les cellules reçoivent continuellement des medias frais et des produits de déchets peuvent être retirés par diffusion.

Vous pouvez penser à elle aimez un système microcapillary au corps humain. Au lieu d'une culture statique où les cellules peuvent accumuler beaucoup de produits de déchets qui les rendent malheureux, nous fournissons continuellement à des medias le bon pH, et à des éléments nutritifs et à des concentrations en sel, à la température optimale. Toute la ceci est entièrement définie par nos usagers, comprenant que les medias ils emploient.

Quand les scientifiques commencent alors à faire la représentation, ou à souiller, les cellules sont dans un environnement gentil et inférieur de choc. Ceci permet à des scientifiques de faire des études plus longitudinales qui ne seraient autrement pas possibles.

Lymphocyte T grippant à la cellule cancéreuseCrédit d'image : Alpha Tauri graphique 3D/Shutterstock.com

Était-il important que développiez-vous une plate-forme qui permet à des scientifiques d'établir leurs propres analyses ?

Dans l'industrie des sciences de la vie, nous voyons couramment des scientifiques acheter un cadre unique qui fait un analyse ou flux de travail spécifique, et qui il. Il y a réellement très peu que vous pouvez changer à son sujet et vous l'un ou l'autre voulez faire cette une charge de travail ou vous ne faites pas.

Quand nous avons établi la plate-forme de radiophare, et puis plus tard, la plate-forme de foudre, l'objectif était de le rendre convivial et de permettre à nos propriétaires de prendre les flux de travail fondamentaux que nous les avions développés et avions fait fonctionner immédiatement.

S'ils avaient besoin de quelque chose différente, ils pourraient modifier ce flux de travail et le personnaliser pour que leur propre procédé le rende parmi les meilleurs du monde. Nous essayons d'équilibrer ces deux avec le radiophare, mais la foudre a été développée pour être flexible sans le besoin de coder l'expérience.

Je suis un biologiste. J'ai été formé car un biologiste moléculaire et moi ne savent pas comment coder dans le python ou personnaliser un programme informatique, mais je veux pouvoir personnaliser la plate-forme que j'emploie. Par exemple, je veux pouvoir changer facilement quand l'analyse est faite, quand les cellules entrent, ou comment elles entrent.

Nous avons récent fait une grande révision de notre logiciel pour permettre à des scientifiques de frotter et relâcher la case des modules qui permettent à un biologiste d'établir un flux de travail ou de modifier le flux de travail qui existe déjà, assez rapidement et facilement.

La plupart de nos biologistes à l'aide de la plate-forme de foudre sont en service moins de 3-4 jours de formation. Au moment où, nous pensons qui est seul pour notre plate-forme, en particulier dans une industrie où l'orientation est sur développer le biotherapeutics nouveau.

Vous avez récent lancé la station de culture, un instrument conçu pour augmenter la capacité de flux de travail des plates-formes de radiophare et de foudre. Comment le ` stationne-t-il le' travail, et pourquoi avez-vous décidé de développer cet instrument ?

Nous demandons toujours à nos propriétaires le contrôle par retour de l'information, et tandis que la plupart était positive pour les plates-formes de radiophare et de foudre, à quelques scientifiques avons voulu augmenter le débit.

Les beaucoup de les questions que nous avons obtenues étaient, « si je charge quatre frites sur un radiophare ou une puce unique sur une foudre, alors cette expérience doit compléter avant que je commence ma prochaine expérience. Cela me limite dans une partie du débit qui je peux obtenir de la plate-forme. Y a-t-il une voie que je pourrais enlever la frite, si je dois juste élever des cellules pendant deux à trois jours et je n'ai pas besoin d'image ils, et les élève simplement ? Peux je les élever dans un incubateur ? »

En raison de la manière dont les frites fonctionnent, nous devons avoir une pompe par laquelle pousse continuellement des medias, en plus de mettre à jour la température. Vous ne pouvez pas simplement enlever la frite comme une plaque bonne et la relâcher dans un incubateur et mettre à jour le même niveau de la viabilité de cellules.

Nous avons reçu ce contrôle par retour de l'information et nous sommes rendus compte que nous avions déjà produit la solution intérieurement. Nos scientifiques avaient l'habitude une seule version des plates-formes pour augmenter leur propre débit. Nous avons une relation étroite avec nos propriétaires, ainsi ils ont su ce système qui seulement était employé pour le développement interne. Ils ont demandé si nous pourrions fournir une version du produit de cette station, ainsi nous avons fait.

Essentiellement, l'accessoire te permet de déménager les frites d'un radiophare ou d'une foudre sur la station de culture, et les cultive. Il met à jour la température de la frite et maintient la profusion des medias par lui pendant le passage de totalité.

Il n'y a aucune représentation, ainsi nous pouvions développer une plate-forme qui peut supporter jusqu'à quatre frites en même temps. Ceci permet à des expériences d'être faites fonctionner dans une écaille accrue. Vous pourriez charger quatre frites sur un radiophare ou une frite sur une foudre et les écarter à la station de culture, puis chargez une autre frite et ainsi de suite.

Vous pouvez doubler la capacité d'un radiophare avec une station unique de culture ou quadrupler la capacité d'une foudre. L'autre fonctionnalité unique de la station de culture est que chaque frite est indépendante d'un point de vue de medias. Vous pourriez faire fonctionner quatre medias différents sur les mêmes cellules en travers de quatre frites différentes et regarder les effets sur la viabilité et l'accroissement de cellules, par exemple, laisser pour l'optimisation de medias. Elle libère également chaque instrument pour commencer une expérience neuve.

C'est particulièrement utile pour la plate-forme de foudre qui souvent est utilisée dans une installation partagée où les différents chercheurs veulent faire fonctionner des expériences de multiple chaque semaine.

Quel est prochain pour la compagnie ?

Le thème est de fournir la plupart de valeur pour nos propriétaires. Cette année sera une grande année pour nous. Nous relâchons beaucoup de produits nouveaux et avons déjà annoncé la deuxième version de notre plate-forme de découverte de lymphocyte B de plasma il y a deux semaines, suivie de la station de culture.

Nous examinons maintenant pour augmenter dans les applications neuves que nous n'avons pas couvertes avant qu'ou des mises à jour aux applications existantes qui les pilotent au prochain niveau, l'un ou l'autre dans le nombre de cellules qui sont interviewées ou les types d'analyses qui peuvent être faites sur une cellule.

Nous avons juste annoncé un grand projet avec le Ginkgo Bioworks dans l'espace synthétique de biologie. Nous avons des aspirations grandes à être une grande compagnie qui fournit des solutions en travers d'une grande sélection de l'industrie des sciences de la vie, pas simplement cellules mammifères, mais également d'autres types des cellules. L'objectif de la compagnie est de permettre à nos propriétaires de trouver les meilleures cellules d'un bout de l'affaire à l'autre.

Où peuvent nos lecteurs trouver plus d'informations ?

Au sujet de la zone blanche de repère, Ph.D.

Marquez la zone blancheLe repère a été avec les lumières de Berkeley presque du début. Il était le premier biologiste moléculaire que la compagnie a embauché pour faire le développement d'analyse sur leur analyse unicellulaire de propriété industrielle de sécrétion.

Depuis lors, il a établi une équipe génomique suivie d'un mouvement dans un rôle de vente il y a environ trois ans.

Il est actuel le Directeur du Marketing supérieur pour la découverte à cellule T. Ses points culminants de carrière comprennent voir que la compagnie se développent de 13 personnes à plus de 200 et livrent les produits multiples au marché.

Nous avons pris nos produits d'une présentation PowerPoint au début à un produit réel que les propriétaires emploient chaque jour. Ce n'a pas été un procédé facile parce que là conçoit, logiciel, chimie extérieure, biologie, ingénierie de procédés… toute de ces choses que tous ont dû venir ensemble pour établir les plates-formes et pour les faire fonctionner régulièrement pour nos propriétaires. Cependant, il a été incroyablement rewarding pour être une partie du procédé du début à la fin et pour établir une compagnie en même temps, » repère commenté.

Kate Anderton

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Kate Anderton

Kate Anderton is a Biomedical Sciences graduate (B.Sc.) from Lancaster University. She manages the editorial content on News-Medical and carries out interviews with world-renowned medical and life sciences researchers. She also interviews innovative industry leaders who are helping to bring the next generation of medical technologies to market.

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