Isolando únicas T-pilhas do interesse usando uma plataforma de Optofluidic

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

Uma entrevista com branco de Mark, Ph.D., discutindo a necessidade para a análise da único-pilha e técnicas que permitem o isolamento de T-pilhas valiosos para o uso na pesquisa académico e na revelação farmacêutica.

Por que a indústria farmacêutica é interessada em identificar a função e o fenótipo de T-pilhas individuais?

Ao longo da última década, houve uma explosão na revelação das imunoterapias; drogas que transformam o sistema imunitário em uma arma contra o cancro ou um outro estado da doença. Com a emergência de anticorpos immuno-oncologia-baseados e de terapias de pilha, há um interesse enorme nas T-pilhas.

As companhias farmacéuticas querem saber o que as T-pilhas estão fazendo, funcionam, e como nós podemos explorar este para a criação da melhor terapêutica. Este interesse subjacente traduziu em olhar T-pilhas em uma maneira nova inteira e no mergulho profundamente no fenótipo e na função das T-pilhas.

T-cellCrédito de imagem: sciencepics/Shutterstock.com

Os imunologista têm olhado T-pilhas individuais por muito tempo. O objetivo da indústria farmacêutica é encontrar as melhores pilhas. Se você está fazendo uma terapia de pilha e você está pondo biliões de pilhas em um paciente para tentar e tratar sua condição, uma das perguntas chaves é, quanto daquelas pilhas tem a função que você pensa que fazem? A função que é o comportamento bastante complicado da pilha, que é a capacidade para interagir com uma pilha do tumor, reconhece-a como estrangeira e ataca-a então.

A maioria das perguntas cercam dois temas chaves; como podemos nós fazer nossos processos mais eficientes e como podemos nós identificar somente as melhores pilhas? Os cientistas que trabalham neste campo estão olhando maneiras de identificar e ligar directamente com o fenótipo de um t-cell individual com sua comportamento ou função real da pilha.

Depois disto, em um ajuste do R&D, os cientistas tentarão fazer T-pilhas mais funcionais, olhando a genómica ou o transcriptome subjacente de um t-cell e perguntando porque um grupo de T-pilhas podia matar um grupo de pilhas do tumor e outro não era.

Se você pode caracterizar, perfilar e traçar profundamente suas populações de célula T no único pilha-nível, você pode começar identificar a fracção das T-pilhas que estão fazendo realmente o que você quer.

Que técnicas são usadas tipicamente para este processo na indústria farmacêutica? Há alguma limitação?

Há um par limitações chaves para as técnicas comuns que são feitas hoje. O primeiro relaciona-se às técnicas da alto-produção que permitem somente que você tome um único instantâneo dessa população a tempo.

Você pode poder conseguir a definição da único-pilha do que cada um daquelas T-pilhas individuais olha como nesse timepoint, mas se você então muda algo ou continua a cultivar, você não pode directamente ligar o fenótipo dessa pilha ou o comportamento na primeira vez aponta ao segundas.

Por exemplo, você é incapaz de ligar o fenótipo para uma única pilha um timepoint 0 com a expressão genética ou o fenótipo das pilhas' no timepoint de 12 horas. Isto impede que você obtenha os dados os mais de alta resolução no melhor comportamento da pilha ou o genótipo para uma terapia bem sucedida.

Outros tema entram com imagem lactente ou métodos da vivo-pilha que podem testar a função de célula T individual. Com as a maioria destas técnicas, você não pode recuperar as pilhas do dispositivo ou do instrumento que você está tomando a medida de.

Em luzes de Berkeley, nossas plataformas podem ser usadas para seguir ao longo do tempo os milhares de únicas T-pilhas, tomando medidas múltiplas do comportamento ou do fenótipo da pilha e então olhando finalmente seu genótipo. Com este processo, os cientistas podem encontrar as melhores pilhas dentro dos parâmetros que estão procurando.

A capacidade para matar uma pilha do tumor combinada com as Alfa-beta seqüências chain de um único t-cell, por exemplo, definirá maneiras de visar T-pilhas para um antígeno específico. Os cientistas podem olhar o transcriptome inteiro para tentar e verificar o que estavam acontecendo nesse t-cell e porque isso diferiu a uma outra pilha da mesma população.

A terceira e limitação final é a destruição de amostras preciosas. Todas as amostras humanas são preciosas, e a maioria delas vêm em volumes relativamente pequenos com números limitados de pilhas. É conseqüentemente vital que você pode recuperar a maioria ou toda a amostra após a análise. Para conseguir este, os cientistas que trabalham no campo da imunologia estão procurando sempre maneiras de integrar junto medidas na mesma microplaqueta, nas mesmas pilhas e de obtê-las que muita informação como possível.

Para os cientistas que realizam a fabricação da terapia de pilha, devem primeiramente analisar seu processo usando amostras. Se é uma amostra paciente real, não podem ter recursos para perder muitas daquelas pilhas ao tentar compreender ou aperfeiçoar o processo. Usar-se como poucas pilhas tão possíveis e extrair quanto muita informação como possível daquelas pilhas são valiosas a elas.

É por isso nós desenvolvemos nossas plataformas de Lightning™ e de Beacon®, que permitem que os cientistas trabalhem com números pequenos da pilha; entre 1000 a 100.000 pilhas no total.

T-cellCrédito de imagem: Fotos do CI/Shutterstock.com

Que são as plataformas da baliza e do relâmpago e como eles trabalham?

Nós lançamos a plataforma do relâmpago em junho. Esta plataforma foi projectada para esforços e a revelação focalizados do ensaio em T-pilhas em particular.  Foi aperfeiçoada para os imunologista que trabalham nos laboratórios da baixo-produção que precisam a emenda e mudam seus ensaios frequentemente.

Querem poder mudar rapidamente um ensaio e desenvolver um novo. Para eles, a automatização não é importante. O que é o mais importante está obtendo sua amostra no sistema o mais rapidamente possível e está realizando sua experiência.

Comparado a nossa plataforma da baliza, que foi projectada para aplicações da alto-produção, a plataforma do relâmpago tem um ponto mais acessível do preço. Executa uma única microplaqueta de OptoSelect e tem 1.500 nanopens nela. Nós podemos seleccionar aproximadamente 1.000 únicas T-pilhas em uma única corrida no curso de 24 horas.

A plataforma da baliza foi lançada aproximadamente três anos há e foi projectada para a revelação da linha celular e a descoberta da B-pilha do plasma.

Para a revelação da linha celular, a plataforma da baliza permite cientistas de identificar as pilhas de CHO que segregam os titers os mais altos de moléculas de IgG com o monoclonality 99,9% em cinco dias. Permite a selecção muito rápida dos melhores clone.

Para os cientistas que trabalham na descoberta da B-pilha do plasma, estão realizando lotes da selecção da alto-produção para encontrar as melhores moléculas do chumbo. A baliza foi desenvolvida para seleccionar directamente 25 a 30.000 pilhas de B do plasma, sem fusão a uma pilha do mieloma para fazer um hybridoma. Estas pilhas são frágeis e não vivem muito por muito tempo, assim que poder olhar cada pilha individual e determiná-la, por exemplo, se o anticorpo que estão segregando ligará ao antígeno na superfície de uma pilha viva, é útil. Este processo toma normalmente 3 meses, mas a baliza reduz esta para baixo a 1-2 dias.

Como o sistema do relâmpago ajuda cientistas do R&D a recuperar T-pilhas do interesse? Como você controla manter as pilhas vivas durante este processo?

Toda a manipulação que você fizer a uma única pilha leva um risco para essa pilha. Nós enfiamos a empresa com o mindset que nós queremos fornecer o melhor ambiente do mundo para uma única pilha. Há muitos aspectos a este e é nossa microplaqueta de OptoSelect que é a base de tudo que nós desenvolvemos. Nós certificamo-nos de que cada superfície estêve definida altamente com química de superfície e de que era altamente biocompatible com T-pilhas, B-pilhas, ou pilhas de CHO.

Cada pilha é colocada em um de nossos nanopens, assim chamado porque têm volumes do nanoliter. Uma única pilha em um nanoliter é o equivalente de 1 milhão pilhas pelo mL, que está a uma densidade feliz do `' para a maioria tipos e de culturas celulares da pilha. As pilhas podem segregar os factores que mantêm os vivo e o funcionamento.

O volume pequeno permite que criem um microambiente dentro de minutos a uma hora que seja altamente conducente ao crescimento da pilha. Nós igualmente perfuse media através da microplaqueta, significando as pilhas estão recebendo constantemente media frescos e os restos da produção podem ser removidos pela difusão.

Você pode pensar dela gosta de um sistema microcapillary no corpo humano. Em vez de uma cultura estática onde as pilhas possam acumular muitos restos da produção que os fazem infelizes, nós estamos fornecendo constantemente media o pH direito, e nutrientes e concentrações de sal, na temperatura óptima. Toda a esta é definida inteiramente por nossos usuários, incluindo que os media eles estão usando.

Quando os cientistas começam então fazer a imagem lactente, ou a manchar, as pilhas estão em um ambiente agradável, baixo do impacto. Isto permite cientistas de fazer uns estudos mais longitudinais que de outra maneira não sejam possíveis.

T-cell que liga à célula cancerosaCrédito de imagem: Gráficos alfa dos Touros 3D/Shutterstock.com

Era importante para você desenvolver uma plataforma que permitisse que os cientistas construam seus próprios ensaios?

Na indústria da ciência da vida, nós vemos geralmente cientistas comprar uma única caixa que façam um ensaio ou trabalho específico, e que ele. Há realmente muito pouco que você pode mudar sobre ele e você qualquer um quer fazer essa uma carga de trabalho ou você não faz.

Quando nós construímos a plataforma da baliza, e então mais tarde, a plataforma do relâmpago, o objetivo era fazê-la de fácil utilização e permitir que nossos clientes tomem os trabalhos básicos que nós os tínhamos desenvolvido e tínhamos executado directamente.

Se necessários algo diferente, eles poderiam alterar esses trabalhos e os personalizar para que seu próprio processo lhe faça a mundo-classe. Nós estamos tentando equilibrar aqueles dois com a baliza, mas o relâmpago foi desenvolvido para ser flexível sem a necessidade para codificar a experiência.

Eu sou um biólogo. Eu estive treinado porque um biólogo molecular e eu não sabemos como codificar no pitão ou personalizar um programa informático, mas eu quero poder personalizar a plataforma que eu estou usando. Por exemplo, eu quero poder mudar facilmente quando o ensaio está feito, quando as pilhas entram, ou como entram.

Nós fizemos recentemente uma revisão grande de nosso software para permitir cientistas de arrastar e deixar cair o bloco de módulos que permitem que um biólogo construa uns trabalhos ou altere os trabalhos que já existem, razoavelmente rapidamente e facilmente.

A maioria de nossos biólogos que usam a plataforma do relâmpago são em serviço no prazo de 3-4 dias do treinamento. No momento em que, nós pensamos que é original para nossa plataforma, particularmente em uma indústria onde o foco esteja em desenvolver o biotherapeutics novo.

Você lançou recentemente a estação da cultura, um instrumento projetado aumentar a capacidade dos trabalhos das plataformas da baliza e do relâmpago. Como o ` posta' o trabalho, e por que você decidiu desenvolver este instrumento?

Nós pedimos sempre nossos clientes o feedback, e quando a maior parte era positiva para as plataformas da baliza e do relâmpago, alguns cientistas quisemos aumentar a produção.

Muitas perguntas que nós obtivemos eram, “se eu carrego quatro microplaquetas em uma baliza ou em uma única microplaqueta em um relâmpago, a seguir essa experiência tem que terminar antes que eu comece minha experiência seguinte. Isso limita-me em alguma da produção que eu posso obter da plataforma. Há uma maneira que eu poderia retirar a microplaqueta, se eu apenas preciso de crescer pilhas por dois a três dias e eu não preciso a imagem eles, e os cresço simplesmente? Posso eu crescê-los em uma incubadora?”

Devido à maneira que as microplaquetas trabalham, nós precisamos de ter uma bomba de que esteja empurrando constantemente media através, além do que a manutenção da temperatura. Você não pode apenas remover a microplaqueta como uma placa boa e deixá-la cair em uma incubadora e manter o mesmo nível de viabilidade da pilha.

Nós recebemos este feedback e realizamos que nós tínhamos criado já a solução internamente. Nossos cientistas usavam uma versão original das plataformas para aumentar sua própria produção. Nós temos uma relação estreita com nossos clientes, assim que souberam sobre este sistema que era usado somente para a revelação interna. Perguntaram se nós poderíamos fornecer uma produto-versão desta estação, assim que nós fizemos.

Essencialmente, o acessório permite que você mova as microplaquetas de uma baliza ou de um relâmpago na estação da cultura, e cultiva-os. Mantem a temperatura da microplaqueta e mantem a profusão dos media com ele durante a corrida do todo.

Não há nenhuma imagem lactente, assim que nós podíamos desenvolver uma plataforma que pudesse apoiar até quatro microplaquetas ao mesmo tempo. Isto permite que as experiências sejam executadas em uma escala aumentada. Você poderia carregar quatro microplaquetas em uma baliza ou em uma microplaqueta em um relâmpago e afastá-los para a estação da cultura, a seguir carrega uma outra microplaqueta e assim por diante.

Você pode dobrar a capacidade de uma baliza com uma única estação da cultura ou quadruplicar a capacidade de um relâmpago. A outra característica original da estação da cultura é que cada microplaqueta é independente de uma perspectiva dos media. Você poderia executar quatro media diferentes nas mesmas pilhas através de quatro microplaquetas diferentes e olhar os efeitos na viabilidade e no crescimento da pilha, por exemplo, reservar para a optimização dos media. Igualmente livra acima cada instrumento para começar uma experiência nova.

Isto é particularmente útil para a plataforma do relâmpago que está sendo usada frequentemente em uma facilidade compartilhada onde os pesquisadores diferentes queiram executar experiências do múltiplo cada semana.

Que é seguinte para a empresa?

O tema é fornecer a maioria de valor para nossos clientes. Este ano será um ano grande para nós. Nós estamos liberando muitos produtos novos e já anunciamos a segunda versão de nossa plataforma da descoberta da B-pilha do plasma há duas semanas, seguida pela estação da cultura.

Nós estamos olhando agora para expandir nas novas aplicações que nós não cubramos antes que ou actualizações às aplicações existentes que as conduzem ao nível seguinte, qualquer uma no número de pilhas que são seleccionadas ou os tipos de ensaios que podem ser feitos em uma única pilha.

Nós apenas anunciamos um grande projecto com nogueira-do-Japão Bioworks no espaço sintético da biologia. Nós temos as aspirações grandes a ser uma grande empresa que forneça soluções através de um vasto leque da indústria da ciência da vida, não apenas pilhas mamíferas, mas igualmente outros tipos das pilhas. O objetivo da empresa é permitir que nossos clientes encontrem as melhores pilhas em toda a linha.

Onde podem nossos leitores encontrar mais informação?

Sobre o branco de Mark, Ph.D.

Marque o brancoMark foi com luzes de Berkeley quase desde o início. Era o primeiro biólogo molecular que a empresa contratou para fazer a revelação do ensaio em seu ensaio proprietário da secreção da único-pilha.

Desde então, construiu uma equipe da genómica seguida por um movimento em um papel do mercado ao redor três anos há.

É actualmente o director de marketing superior para a descoberta de célula T. Seus destaques da carreira incluem considerar que a empresa cresce de 13 povos sobre a 200 e entrega produtos múltiplos ao mercado.

Nós temos tomado nossos produtos de uma apresentação de PowerPoint no início a um produto real que os clientes estão usando cada dia. Aquele não foi um processo fácil porque lá está projectando, software, química de superfície, biologia, engenharia de processo… tudo destas coisas que todos tiveram que vir junto construir as plataformas e as fazer trabalhar lisamente para nossos clientes. Contudo, foi incredibly rewarding ser uma parte do processo do início ao fim e construir ao mesmo tempo uma empresa,” Mark comentado.

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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