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L'algorithme de bio-informatique a pu aider à optimiser des conditions de culture exigées pour la thérapie cellulaire

Le traitement cellulaire est une stratégie puissante pour produire le patient-détail, cellules personnalisées pour traiter beaucoup de maladies, y compris la cardiopathie et les troubles neurologiques. Mais un défi majeur pour des applications de thérapie cellulaire maintient des cellules vivantes et bien dans le laboratoire.

Cela peut bientôt changer comme chercheurs au Duc-NUS Faculté de Médecine, Singapour, et l'université de Monash, Australie ont conçu un algorithme qui peut prévoir quelles molécules sont nécessaires pour maintenir des cellules en bonne santé dans des cultures de laboratoire. Elles ont développé une approche de calcul EpiMogrify appelé, celui peuvent prévoir les molécules requises pour signaler des cellules souche pour changer en cellules du tissu spécifiques, qui peuvent aider à accélérer les demandes de règlement qui exigent les cellules patientes croissantes dans le laboratoire.

La bio-informatique devient rapidement un enabler principal dans la thérapie cellulaire, fournissant une voie de se mettre en court-circuit des approches autrement chères et longues de découverte avec des algorithmes abilement conçus. »

Owen Rackham, biologiste de calcul, Duc-NUS

Le professeur adjoint Owen Rackham est l'auteur supérieur et correspondant de l'étude, aujourd'hui publié dans les systèmes de cellules de tourillon.

Dans le laboratoire, des cellules sont souvent développées et mises à jour dans les cultures cellulaires, constituées d'une substance, appelé un support, qui contient des éléments nutritifs et d'autres molécules. C'a été un défi actuel pour recenser les molécules nécessaires pour mettre à jour les cellules de haute qualité dans la culture, ainsi que trouvant les molécules qui peuvent inciter des cellules souche à convertir en l'autre cellule tape.

L'équipe de recherche a développé un type d'ordinateur EpiMogrify appelé qui a avec succès recensé des molécules pour ajouter aux medias de culture cellulaire pour mettre à jour les cellules nerveuses en bonne santé, les astrocytes appelés, et les cellules de coeur, cardiomyocytes appelés. Ils ont également employé leur modèle pour prévoir avec succès les molécules qui déclenchent des cellules souche pour se transformer en astrocytes et cardiomyocytes.

La « recherche au Duc-NUS pave la route pour que les thérapies cellulaires et le médicament régénérateur présente la clinique à Singapour et mondial ; cette étude influence nos compétences dans la biologie de calcul et de systèmes pour faciliter la production de bonne pratique en matière (GMP) de fabrication des cellules de haute qualité pour ces applications thérapeutiques indispensables, » a dit le professeur agrégé Enrico Petretto, qui aboutit le groupe de génétique de systèmes au Duc-NUS, et est un sénior et un auteur correspondant de l'étude.

Les chercheurs ont ajouté l'information existante dans leur modèle au sujet des gènes étiquetés avec les bornes épigénétiques dont la présence indique qu'un gène est important pour l'identité de cellules. Le modèle détermine alors lesquels de ces gènes codent réellement pour des protéines nécessaires pour l'identité des cellules. Supplémentaire, le modèle comporte des caractéristiques au sujet des protéines qui grippent aux récepteurs cellulaires pour influencer leurs activités. Ensemble, cette information est employée par le type d'ordinateur pour prévoir les protéines spécifiques qui influenceront les identités des différentes cellules.

« Cette approche facilite l'identification des conditions optimas de culture cellulaire pour des cellules de conversion et également pour élever les cellules de haute qualité exigées pour des applications de thérapie cellulaire, » a dit futur professeur semblable d'ARC Jose Polo, de Discovery Institute de la biomédecine d'université de Monash et de l'institut australien de médicament de recherches, qui est également un sénior et un auteur correspondant de l'étude.

Les cultures comparées d'équipe utilisant des molécules de protéine ont prévu par EpiMogrify à un type de culture cellulaire utilisée généralement qui emploie un grand nombre de molécules et de produits chimiques complexes inconnus ou non définis. Ils ont trouvé que les cultures EpiMogrify-prévues ont fonctionné aussi bien ou même ont surpassé leur efficacité.

Les chercheurs ont limé pour un brevet à leur approche de calcul et aux facteurs de culture cellulaire qu'elle a prévus pour le destin de mise à jour et de réglage de cellules. Les molécules prévues d'EpiMogrify sont procurables pour que d'autres chercheurs les explorent sur une base de données publique : http://epimogrify.ddnetbio.com.

« Nous visons à continuer à développer les outils et les technologies qui peuvent activer des thérapies cellulaires et les porter à la clinique aussi efficacement et en toute sécurité comme possible, » avons dit prof. Rackham d'Asst.

« La technologie développée peut recenser des états de culture cellulaire exigés pour manipuler le destin de cellules et ceci facilite élever les cellules importantes dans les cultures chimique-définies pour des applications de thérapie cellulaire, » a ajouté le M. Uma S. Kamaraj, auteur important de l'étude et un diplômé de Biology de Duc-NUS'Integrated et programme du médicament PhD.

Source:
Journal reference:

Kamaraj, U.S., et al. (2020) EpiMogrify Models H3K4me3 Data to Identify Signaling Molecules that Improve Cell Fate Control and Maintenance. Cell Systems. doi.org/10.1016/j.cels.2020.09.004.