تجهیز سلولهای زنده به دروازه های منطقی برای مبارزه با سرطان | اخبار MIT

یکی از جالب ترین تحولات در درمان سرطان ، موجی از درمان های سلول جدید است که سیستم ایمنی بدن بیمار را برای حمله به سلولهای سرطانی آموزش می دهد. چنین روشهای درمانی جان بیماران مبتلا به سرطانهای تهاجمی خاص و چند گزینه دیگر را نجات داده است. بیشتر این روشهای درمانی با آموزش سلولهای ایمنی برای تشخیص و حمله پروتئین های خاص بر روی سطح سلولهای سرطانی کار می کنند.

متأسفانه ، بیشتر پروتئین های موجود در سلولهای سرطانی منحصر به تومور نیستند. آنها همچنین اغلب در سلولهای سالم حضور دارند و هدف قرار دادن سرطان تهاجمی بدون ایجاد حملات خطرناک به سایر بافت ها دشوار است. این مشکل استفاده از درمان های سلولی را به زیر مجموعه کوچکی از سرطان ها محدود کرده است.

اکنون Senti Bio در تلاش است تا با استفاده از زیست شناسی مصنوعی ، روشهای درمانی دقیق تری ایجاد کند. این شرکت که توسط عضو سابق هیئت علمی MIT و همکار فعلی تحقیقات MIT Tim Lu ’03 ، Meng ’03 ، PhD ’08 و پروفسور جیمز کالینز تأسیس شده است ، سلولها را به مدارهای ژن مجهز می کند که به سلول ها اجازه می دهد تا محیط خود را حس کنند و پاسخ دهند.

لو ، که علوم کامپیوتر را به عنوان یک کارشناسی ارشد در MIT تحصیل کرده است ، رویکرد Senti را به عنوان برنامه نویسی سلولهای زنده توصیف می کند تا بیشتر مانند رایانه رفتار کند – پاسخ به نشانه های بیولوژیکی خاص با منطق “if/سپس” ، درست مانند کد رایانه.

لو توضیح می دهد: “ما یک سلول درمانی را نوآوری کرده ایم که می گوید ،” هر چیزی را که هدف سرطان را نشان می دهد ، بکشید ، اما هر چیزی را که این هدف سالم را دارد ، از بین ببرید. ” وی گفت: “با وجود وعده برخی از اهداف سرطان ، هنگامی که آنها بر روی سلولهای سالم بیان می شوند که می خواهیم از آنها محافظت کنیم ، می تواند مشکلات ایجاد شود. فناوری دروازه بان منطق ما برای تشخیص و جلوگیری از کشتن آن سلولهای سالم طراحی شده است ، که یک طیف کامل از سرطانهای اضافی را معرفی می کند که یک هدف تمیز ندارند که اکنون می توانیم به طور بالقوه به آن بپردازیم. این قدرت جاسازی این سلول ها با منطق است.”

نامزد اصلی این شرکت قصد دارد به بیماران مبتلا به لوسمی میلوئید حاد (AML) کمک کند که عود را تجربه کرده اند یا به سایر روشهای درمانی پاسخگو نیستند. پیش آگهی برای چنین بیمارانی ضعیف است ، اما داده های اولیه از اولین کارآزمایی بالینی شرکت نشان داد که دو نفر از سه بیمار اول SENTI درمان بهبودی کامل را تجربه کرده اند ، جایی که آزمایش مغز استخوان بعدی نمی تواند یک سلول سرطانی واحد را تشخیص دهد.

لو می گوید: “این در اصل یکی از بهترین پاسخ هایی است که می توانید در این بیماری دریافت کنید ، بنابراین ما واقعاً از دیدن این موضوع هیجان زده بودیم.”

Senti در انتظار انتشار اطلاعات بیمار بیشتر در جلسه آینده آمریکا برای تحقیقات سرطان (AACR) در پایان ماه آوریل است.

کالینز ، که در حال حاضر استاد مهندسی پزشکی و علوم پزشکی MIT است ، می گوید: “کار پیشگامانه ما در Senti نشان می دهد که می توان فناوری های زیست شناسی مصنوعی را برای ایجاد داروهای قابل برنامه ریزی و هوشمند برای معالجه بیماران مبتلا به سرطان مهار کرد.” “این بسیار هیجان انگیز است و نشان می دهد که چگونه می توان از مدارهای بیولوژیکی مصنوعی ، در این مورد دروازه های منطق ، برای طراحی درمانی بسیار مؤثر و نسل بعدی استفاده کرد.”

از علوم کامپیوتر گرفته تا مراقبت از سرطان

LU به عنوان یک کارشناسی در زمینه تحصیل در رشته مهندسی برق و علوم کامپیوتر توسط پروژه ژنوم انسانی ، یک مسابقه بین المللی برای توالی ژنوم انسانی الهام گرفته شد. بعداً ، وی وارد برنامه علوم بهداشتی و فناوری Harvard-Mit (HST) شد که از طریق آن وی دکترای MIT را در تصویربرداری برقی و زیست پزشکی و یک دکتر از هاروارد به دست آورد. در این مدت ، او در آزمایشگاه بنیانگذار نهایی Senti ، جیمز کالینز ، پیشگام زیست شناسی مصنوعی کار کرد.

در سال 2010 ، LU به عنوان استادیار با قرار ملاقات مشترک در بخش های مهندسی بیولوژیکی و مهندسی برق و علوم کامپیوتر به MIT پیوست. در طول 14 سال آینده ، LU گروه زیست شناسی مصنوعی را در MIT رهبری کرد و چندین شرکت بیوتکنولوژی از جمله موتور علوم موتور و Tango Therapeutics را راه اندازی کرد که در حال توسعه درمان های دقیق سرطان نیز هستند.

در سال 2015 ، گروهی از محققان از جمله پروفسور LU و موسسه MIT فیلیپ شارپ تحقیقاتی را منتشر کردند که نشان می دهد می توانند از مدارهای ژن برای دریافت سلولهای ایمنی استفاده کنند تا به صورت انتخابی به سلولهای تومور در محیط خود پاسخ دهند.

لو می گوید: “یکی از اولین مواردی که ما منتشر کردیم بر ایده دروازه های منطق در سلول های زنده متمرکز شده است.” “یک کامپیوتر دارای دروازه ها ،” یا “دروازه ها” و “نه” دروازه هایی که به آن اجازه می دهد محاسبات را انجام دهد ، و ما شروع به انتشار مدارهای ژن می کنیم که منطق را در سلولهای زنده اجرا می کنند. اینها به سلول ها اجازه می دهند سیگنال ها را تشخیص دهند و سپس تصمیمات منطقی مانند “آیا باید روشن یا خاموش شویم؟”

در همین زمان ، اولین روشهای درمانی سلولی و سیستم ایمنی درمانی سرطان توسط سازمان غذا و داروی تأیید شد و بنیانگذاران فناوری خود را راهی برای استفاده از این رویکردها به سطح بعدی می دانستند. آنها به طور رسمی Senti Bio را در سال 2016 تأسیس کردند و لو یک شنبه از MIT برای خدمت به عنوان مدیرعامل گرفت.

این شرکت دارای فن آوری از MIT و متعاقباً دروازه های منطق سلولی است تا بتواند با انواع مختلفی از سلولهای ایمنی مهندسی شده از جمله سلولهای T و سلولهای “قاتل طبیعی” کار کند. سلولهای Senti می توانند به پروتئین های خاصی که در سطح سرطان و سلولهای سالم وجود دارند ، پاسخ دهند تا انتخابی افزایش یابد.

لو می گوید: “ما اکنون می توانیم یک سلول درمانی ایجاد کنیم که سلول تصمیم بگیرد که آیا سلول سرطانی را از بین می برد یا سلول سالم را پس انداز می کند حتی اگر این سلول ها درست در کنار یکدیگر باشند.” “اگر نمی توانید بین سلولهای سرطانی و سالم تمایز قائل شوید ، عوارض جانبی ناخواسته ای دریافت می کنید ، یا ممکن است نتوانید به همان اندازه که دوست دارید به سرطان ضربه بزنید.

امید به بیماران

اسناد کارآزمایی بالینی را رهبری کنید تمرکز روی بیماران مبتلا به سرطان خون عود شده یا نسوز ، از جمله AML است.

لو می گوید: “بدیهی است که مهمترین چیز پاسخ خوب برای بیماران است.” “اما ما همچنین در حال انجام کارهای علمی اضافی هستیم تا تأیید کنیم که دروازه های منطق به روشی که از آنها انتظار داریم در انسان کار می کنند. بر اساس آن اطلاعات ، می توانیم دروازه های منطقی را به نشانه های درمانی اضافی مانند تومورهای جامد تبدیل کنیم ، جایی که شما در یافتن یک هدف مشکلات مشابهی دارید.”

شرکتی دیگر که برای استفاده از برخی از فناوری Senti با Senti همکاری کرده است ، یک آزمایش بالینی اولیه نیز در سرطان کبد در حال انجام است. Senti همچنین با سایر شرکت ها همکاری می کند تا از فناوری مدار ژن خود در مناطقی مانند داروهای احیا کننده و علوم اعصاب استفاده کند.

لو می گوید: “من فکر می کنم این فقط از درمان های سلولی گسترده تر است.” “ما اعتقاد داریم اگر بتوانیم این موضوع را در AML اثبات کنیم ، این امر به یک روش اساسی جدید برای تشخیص و درمان سرطان منجر می شود ، جایی که ما می توانیم به طور قطعی سلولهای سرطانی را شناسایی و هدف قرار دهیم و سلولهای سالم را یدکی کنیم. امیدواریم که این کلاس کاملاً جدید از داروها به جلو تبدیل شود.”