Isolazione delle cellule T singole di interesse facendo uso di una piattaforma di Optofluidic

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

Un'intervista con bianco, il Ph.D., discutente l'esigenza di analisi unicellulare e le tecniche del segno che permettono l'isolamento delle cellule T d'alto valore per uso nella ricerca accademica e nello sviluppo farmaceutico.

Perché l'industria farmaceutica è interessata ad identificare la funzione ed il fenotipo di diverse cellule T?

Negli ultimi dieci anni, c'è stato un'esplosione nello sviluppo delle immunoterapie; droghe che trasformano il sistema immunitario in un'arma contro cancro o un altro stato di malattia. Con l'emergenza agli degli anticorpi basati a immuno e delle terapie cellulari, c'è un interesse enorme in cellule T.

Le ditte farmaceutiche vogliono sapere che cosa le cellule T stanno facendo, funzionano e come possiamo sfruttare questo per la creazione di migliore terapeutica. Questo interesse di fondo ha tradotto in esame delle cellule T in un intero nuovo modo ed immersione in profondità sul fenotipo e sulla funzione delle cellule T.

Cellula TCredito di immagine: sciencepics/Shutterstock.com

Gli immunologi stanno esaminando a lungo le diverse cellule T. Lo scopo dell'industria farmaceutica è di trovare le migliori celle. Se state facendo una terapia cellulare e state mettendo miliardi di celle in un paziente per provare e trattare il loro stato, una delle questioni chiavi è, quanto di quelle celle ha la funzione che pensate che facciano? La funzione che è comportamento abbastanza complicato delle cellule, che è la capacità di interagire con una cella del tumore, la riconosce come non Xeros e poi la attacca.

La maggior parte delle domande circondano due temi chiave; come possiamo rendere i nostri trattamenti più efficienti e come possiamo identificare soltanto le migliori celle? Gli scienziati che lavorano in materia stanno esaminando i modi identificare e collegarsi direttamente con il fenotipo di una cellula T determinata con il suo comportamento o funzione reale delle cellule.

A seguito di questo, in una regolazione di R & S, gli scienziati proveranno a rendere le cellule T più funzionali, esaminando la genomica o il transcriptome di fondo di una cellula T e chiedendo perché un gruppo di cellule T poteva uccidere un gruppo di celle del tumore ed un altro non era.

Se potete profondamente caratterizzare, profilare e mappare le vostre popolazioni a cellula T al singolo livello della cella, potete cominciare identificare la frazione delle cellule T che realmente stanno facendo che cosa volete.

Che tecniche sono utilizzate tipicamente per questo trattamento nell'industria farmaceutica? C'è delle limitazioni?

Ci sono una coppia di limitazioni chiave per le tecniche comuni che sono fatte oggi. Il primo si riferisce alle tecniche di alto-capacità di lavorazione che permettono soltanto che catturiate una singola istantanea di quella popolazione a tempo.

Potete potere raggiungere la risoluzione unicellulare di cui ciascuna di quelle diverse cellule T osserva come quel timepoint, ma se poi cambiate qualcosa o continuate a coltivare, non potete direttamente collegare il fenotipo di quelle cellule o il comportamento alla prima volta indica le seconde.

Per esempio, non potete collegare il fenotipo per un unicellulare un timepoint 0 con espressione genica o il fenotipo delle cellule al timepoint da 12 ore. Ciò gli impedisce di ottenere i dati più di alta risoluzione sul migliore comportamento delle cellule o il genotipo per una riuscita terapia.

Un'altra questione entra con la rappresentazione o i metodi della in tensione-cella che possono verificare la funzione a cellula T determinata. Con la maggior parte di queste tecniche, non potete recuperare le celle dall'unità o dallo strumento che state catturando la misura da.

Agli indicatori luminosi di Berkeley, le nostre piattaforme possono essere utilizzate per tenere la carreggiata col passare del tempo migliaia di singole cellule T, catturanti le misure multiple di comportamento o del fenotipo delle cellule e poi definitivo esaminanti il loro genotipo. Con questo trattamento, gli scienziati possono trovare le migliori celle all'interno dei parametri che stanno cercando.

La capacità di uccidere una cella del tumore combinata con le Alfa-beta sequenze a catena da una singola cellula T, per esempio, definirà i modi mirare alle cellule T verso un antigene specifico. Gli scienziati possono esaminare l'intero transcriptome per provare ed accertare di che cosa stava accadendo in quella cellula T e di perché quello ha differito ad un'altra cella dalla stessa popolazione.

La terza e limitazione definitiva è la distruzione dei campioni preziosi. Tutti i campioni umani sono preziosi e la maggior parte di loro vengono nei volumi relativamente piccoli con i numeri limitati delle celle. È quindi vitale che potete recuperare la maggior parte o tutto campione dopo l'analisi. Per raggiungere questo, gli scienziati che lavorano nel campo dell'immunologia stanno cercando sempre i modi integrare insieme le misure nello stesso chip, sulle stesse celle ed ottenere di molte informazioni come possibili.

Per gli scienziati che effettuano la fabbricazione di terapia cellulare, devono in primo luogo analizzare il loro trattamento facendo uso dei campioni. Se è un campione paziente reale, non possono permettersi di perdere molte di quelle celle mentre provano a capire o ottimizzare il trattamento. Usando come poche celle possibili ed estrarre quanto molte informazioni come possibili da quelle celle sono utili a loro.

Ecco perché abbiamo sviluppato le nostre piattaforme di Beacon® e di Lightning™, che permettono che gli scienziati lavorino con i piccoli numeri delle cellule; fra 1000 - 100.000 celle nel totale.

Cellula TCredito di immagine: Foto/Shutterstock.com di ci

Che cosa sono le piattaforme del lampo e del gavitello e come essi funzionano?

Abbiamo lanciato la piattaforma del lampo a giugno. Questa piattaforma è stata progettata per gli sforzi e lo sviluppo concentrati di analisi sulle cellule T in particolare.  È stata ottimizzata per gli immunologi che lavorano nei laboratori di basso capacità di lavorazione che hanno bisogno del ritocco e cambiano le loro analisi spesso.

Vogliono potere cambiare rapidamente un'analisi e sviluppare un nuovo. Per loro, l'automazione non è importante. Che cosa è il più importante sta entrando il loro campione nel sistema il più rapidamente possibile e sta effettuando il loro esperimento.

Confrontato alla nostra piattaforma del gavitello, che è stata progettata per le applicazioni di alto-capacità di lavorazione, la piattaforma del lampo ha un punto più accessibile dei prezzi. Esegue un singolo chip di OptoSelect ed ha 1.500 nanopens. Possiamo schermare approssimativamente 1.000 singole cellule T in una singola esecuzione nel corso di 24 ore.

La piattaforma del gavitello è stata lanciata circa tre anni fa ed è stata progettata per lo sviluppo della linea cellulare e la scoperta del linfocita B del plasma.

Per lo sviluppo della linea cellulare, la piattaforma del gavitello permette agli scienziati di identificare le celle di CHO che secernono gli più alti titoli delle molecole di IgG con il monoclonality 99,9% in cinque giorni. Permette la selezione molto rapida di migliori cloni.

Per gli scienziati che lavorano alla scoperta del linfocita B del plasma, stanno effettuando i lotti della selezione di alto-capacità di lavorazione per trovare le migliori molecole del cavo. Il gavitello è stato sviluppato per schermare direttamente 25 - 30.000 linfociti B di plasma, senza fusione ad una cella di mieloma per preparare un ibridoma. Queste celle sono fragili e non vivono molto lungamente, in modo da potere esaminare ogni cella determinata e quantificare, per esempio, se l'anticorpo che stanno secernendo legherà all'antigene sulla superficie di una cella in tensione, è utile. Questo trattamento richiede normalmente 3 mesi, ma il gavitello riduce questo giù ai 1-2 giorni.

Come il sistema del lampo aiuta gli scienziati di R & S a recuperare le cellule T di interesse? Come riuscite a tenere le celle vive durante questo trattamento?

Tutta la manipolazione che fate ad un unicellulare porta un rischio per quella cella. Abbiamo fondato la società con il mindset che vogliamo fornire il migliore ambiente del mondo per un unicellulare. Ci sono molti aspetti a questo ed è il nostro chip di OptoSelect che è alla base di tutto che ci sviluppiamo. Ci siamo assicurati che ogni superficie altamente fosse definita con chimica di superficie e che era altamente biocompatibile con le cellule T, i linfociti B, o le celle di CHO.

Ogni cella è collocata in uno dei nostri nanopens, cosiddetto perché hanno volumi del nanoliter. Un unicellulare in un nanoliter è l'equivalente di 1 milione celle per ml, che è la densità felice del `' per la maggior parte di tipo e delle colture cellulari delle cellule. Le celle possono secernere i fattori che tengono loro vivo ed il funzionamento.

Il volume piccolo li permette di creare un microenvironment in pochi minuti ad un'ora che è favorevole altamente alla crescita delle cellule. Egualmente irroriamo i media attraverso il chip, significante le celle stanno ricevendo costantemente i media freschi ed i residui possono essere eliminati tramite la diffusione.

Potete pensare gradite un sistema microcapillary nel corpo umano. Invece di una cultura statica in cui le celle possono sviluppare molti residui che li rendono infelici, stiamo fornendo costantemente i media la destra pH e le sostanze nutrienti e le concentrazioni nel sale, alla temperatura ottimale. Tutto il questo completamente è definito dai nostri utenti, includenti che i media essi stanno usando.

Quando gli scienziati poi cominciano fare la rappresentazione, o macchiare, le celle sono in un ambiente piacevole e basso di impatto. Ciò permette agli scienziati di fare gli studi più longitudinali che non sarebbero altrimenti possibili.

Associazione a cellula T alla cellula tumoraleCredito di immagine: Alfa grafici/Shutterstock.com di Tori 3D

Era per voi importante sviluppare una piattaforma che permette che gli scienziati sviluppino le loro proprie analisi?

Nell'industria di scienze biologiche, vediamo comunemente gli scienziati approvvigionare una singola casella che fa un analisi o flusso di lavoro specifica e che. C'è realmente pochissimo che possiate cambiare a questo proposito e l'uno o l'altro volete fare quel un carico di lavoro o non fate.

Quando abbiamo sviluppato più successivamente la piattaforma del gavitello e poi, la piattaforma del lampo, lo scopo era di renderlo facile da usare e di permettere che i nostri clienti catturino i flussi di lavoro di base che li avevamo sviluppati ed eseguito immediatamente.

Se avessero bisogno di qualche cosa di differente, potrebbero modificare quel flusso di lavoro e personalizzarlo affinchè il loro proprio trattamento lo rendano di livello internazionale. Stiamo provando a saldare quei due con il gavitello, ma il lampo è stato sviluppato per essere flessibile senza esigenza della codifica dell'esperienza.

Sono un biologo. Sono stato formato poichè un biologo molecolare ed io non sanno come codificare in pitone o personalizzare un programma informatico, ma voglio potere personalizzare la piattaforma che stia usando. Per esempio, voglio potere cambiare facilmente quando l'analisi è fatta, quando le celle entrano, o come entrano.

Recentemente abbiamo fatto una grande revisione del nostro software per permettere agli scienziati di trascinare e cadere il blocco di moduli che permettono che un biologo costruisca un flusso di lavoro o modifichi equo rapidamente e facilmente il flusso di lavoro che già esiste.

La maggior parte dei nostri biologi che per mezzo della piattaforma del lampo sono in servizio entro 3-4 giorni di addestramento. Dal momento che, pensiamo che è unico per la nostra piattaforma, specialmente in un'industria dove il fuoco è sullo sviluppare il biotherapeutics novello.

Recentemente avete lanciato la stazione della cultura, uno strumento destinato per aumentare la capacità di flusso di lavoro dei binari del lampo e del gavitello. Come il ` dispone' il lavoro e perché avete deciso di sviluppare questo strumento?

Chiediamo sempre ai nostri clienti feedback e mentre la maggior parte era positiva per le piattaforme del lampo e del gavitello, ad alcuni scienziati abbiamo voluto aumentare la capacità di lavorazione.

Le molte domande che abbiamo ottenuto erano, “se carico quattro chip su un gavitello o su un singolo chip su un lampo, quindi quell'esperimento deve completare prima che inizi il mio esperimento seguente. Quello mi limita in alcuna della capacità di lavorazione che posso ottenere dalla piattaforma. C'è un modo che potrei eliminare il chip, se devo appena coltivare le celle per i due - tre giorni e non ho bisogno dell'immagine loro e semplicemente che li coltivo? Posso coltivarli in un'incubatrice?„

dovuto il modo che i chip funzionano, dobbiamo avere una pompa cui sta spingendo costantemente i media tramite, oltre a mantenere la temperatura. Non potete eliminare appena il chip come una lastra grossa buona e caderlo in un'incubatrice e mantenere lo stesso livello di attuabilità delle cellule.

Abbiamo ricevuto questo feedback ed abbiamo rend contoere che già avevamo creato la soluzione internamente. I nostri scienziati stavano usando una versione unica delle piattaforme per aumentare la loro propria capacità di lavorazione. Abbiamo uno stretto rapporto con i nostri clienti, in modo da hanno saputo circa questo sistema che stava usando soltanto per lo sviluppo interno. Hanno chiesto se potessimo fornire una prodotto-versione di questa stazione, in modo da abbiamo fatto.

Essenzialmente, l'accessorio permette che muoviate i chip da un gavitello o da un lampo sulla stazione della cultura e che li coltiva. Mantiene la temperatura del chip e tiene la profusione dei media con durante l'esecuzione di tutto.

Non c'è la rappresentazione, in modo da potevamo sviluppare una piattaforma che può supportare fino a quattro chip allo stesso tempo. Ciò permette che gli esperimenti siano fatti funzionare in un disgaggio aumentato. Potreste caricare quattro chip su un gavitello o su un chip su un lampo e rimuoverli verso la stazione della cultura, quindi caricate un altro chip ecc.

Potete raddoppiare la capacità di un gavitello con una singola stazione della cultura o quadruplicare la capacità di un lampo. L'altra funzionalità unica della stazione della cultura è che ogni chip è indipendente da una prospettiva di media. Potreste eseguire quattro media differenti sulle stesse celle attraverso quattro chip differenti ed esaminare gli effetti su attuabilità e sulla crescita delle cellule, per esempio, concedere per l'ottimizzazione di media. Egualmente libera ogni strumento per iniziare un nuovo esperimento.

Ciò è particolarmente utile per la piattaforma del lampo che sta utilizzanda spesso in una funzione comune in cui i ricercatori differenti vogliono eseguire gli esperimenti di multiplo ogni settimana.

Che cosa è seguente per la società?

Il tema è di fornire la maggior parte del valore per i nostri clienti. Questo anno sarà un grande anno per noi. Stiamo rilasciando molti nuovi prodotti e già abbiamo annunciato la seconda versione del nostro binario di scoperta del linfocita B del plasma due settimane fa, seguita dalla stazione della cultura.

Ora stiamo guardando per espanderci nelle nuove applicazioni che non abbiamo riguardato prima che o aggiornamenti alle applicazioni esistenti che le determinano al livello seguente, l'uno o l'altro nel numero delle celle che sono schermate o i tipi di analisi che possono essere fatte su un unicellulare.

Abbiamo annunciato appena un grande progetto con il ginkgo Bioworks nello spazio sintetico di biologia. Abbiamo grandi aspirazioni da essere una grande società che fornisce le soluzioni attraverso una grande selezione dell'industria di scienze biologiche, non appena cellule di mammiferi, ma anche altri tipi delle celle. Lo scopo della società è di permettere che i nostri clienti trovino le migliori celle generale.

Dove possono i nostri lettori trovare più informazioni?

Circa bianco del segno, Ph.D.

Tracci il biancoIl segno è stato con gli indicatori luminosi di Berkeley quasi dall'inizio. Era il primo biologo molecolare che la società ha assunto per fare lo sviluppo di analisi sulla loro analisi unicellulare privata della secrezione.

Da allora, ha costruito un gruppo di genomica seguito da un movimento in un ruolo di vendita intorno tre anni fa.

È corrente il direttore di marketing senior per la scoperta a cellula T. I suoi punti culminanti di carriera comprendono vedere che la società si sviluppa da 13 persone a più 200 e consegna i prodotti multipli al servizio.

Abbiamo catturato all'inizio i nostri prodotti da una presentazione di PowerPoint ad un prodotto reale che i clienti stanno usando ogni giorno. Quello non è stato un trattamento facile perché là sta costruendo, software, chimica di superficie, biologia, process engineering… tutto di queste cose che tutti hanno dovuto venire insieme a sviluppare le piattaforme ed a farle funzionare uniformemente per i nostri clienti. Tuttavia, è stato incredibilmente rewarding essere una parte del trattamento dall'inizio alla fine e sviluppare una società allo stesso tempo,„ segno commentato.

Kate Anderton

Written by

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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