블로그

Dec 24, 2023

세포 질량 측정을 사용한 암 약물 반응의 악성 종양 및 치료 불가지론적 평가를 위한 파이프라인

커뮤니케이션 생물학 볼륨

커뮤니케이션 생물학 5권, 기사 번호: 1295(2022) 이 기사 인용

1350 액세스

1 인용

4 알트메트릭

측정항목 세부정보

이 기사에 대한 게시자 수정 사항이 2023년 1월 6일에 게시되었습니다.

이 기사가 업데이트되었습니다.

기능적 정밀 의학은 환자의 종양 세포에서 직접 약물 효능을 테스트함으로써 유전체학 기반 암 치료 지침에 대한 유망한 보완책을 제공합니다. 여기에서는 인라인 명시야 이미징 및 기계 학습 기반 이미지 분류를 통해 단일 세포 질량 측정을 활용하여 암에 대한 기능 테스트의 임상적 유용성을 확대하는 워크플로우에 대해 설명합니다. 이러한 이미지 선별된 질량 측정을 사용하여 우리는 12개의 서로 다른 세포 유형에 걸쳐 다양한 작용 메커니즘을 갖춘 60개의 서로 다른 약물에 대한 질량 반응 신호를 특성화하여 표준 세포 생존력 분석과 비교하여 여러 느리게 작용하는 약물에 대한 반응을 감지하는 향상된 능력을 보여줍니다. 또한, 우리는 이 워크플로우를 사용하여 혈액, 골수, 미세침 흡인물(FNA) 및 악성 체액을 포함한 다양한 원발 종양 표본 형식에 대한 약물 반응을 평가합니다. 이 모든 보고서는 2일 이내에 생성되며 결과는 환자의 임상 반응과 일치합니다. 고해상도 측정, 광범위한 약물 및 악성종양 적용 가능성, 이 워크플로우에서 제공하는 빠른 결과 반환의 조합은 이 워크플로우가 암 약물 반응에 대한 임상적으로 관련된 기능 평가를 수행하는 데 매우 적합하다는 것을 시사합니다.

정밀 종양학을 위한 효과적인 바이오마커는 치료에 대한 환자의 반응을 예측하는 것 외에도 일상적인 임상 암 치료의 제약 내에서 데이터 수집이 가능한 측정 접근법이 필요합니다. 주요 제약 사항에는 특성화를 위한 제한된 양의 종양 표본, 생물학적 이질성, 임상 실행 가능성을 보장하기 위한 신속한 결과 반환 요구 사항이 포함됩니다.

게놈 바이오마커는 정밀 종양학에서 치료법 선택을 안내하는 표준이 되었으며, 잘 정의된 여러 게놈 변경에 대한 놀라운 임상적 이점을 보여줍니다1,2,3. 그러나 최근 임상 결과에 따르면 이러한 유전체학 중심 접근 방식의 범위는 여전히 제한적입니다. 가장 주목할만한 점은 국립 암 연구소 - 치료 선택을 위한 분자 분석(NCI-MATCH) 연구에서 실행 가능한 돌연변이 확인을 기반으로 치료에 배정된 환자가 20% 미만이라는 사실이 밝혀졌습니다4. 환자 결과도 고려할 때, 최근 연구에 따르면 환자의 약 5~7%가 게놈 표적 치료법의 임상적 이점을 입증한 것으로 나타났습니다5,6. 더욱이, 처음에 치료에 반응하는 환자는 종종 저항성을 가지게 되며, 이 시점에서 실행 가능한 돌연변이에 대한 후속 분석은 추가 치료를 안내하는 추가 정보를 거의 제공하지 않습니다7. 따라서 더 폭넓은 암 환자 집단을 위한 합리적인 치료법 선택을 가능하게 하기 위해 게놈 접근법을 보완하는 새로운 도구가 절실히 필요합니다.

기능적 정밀 의학은 그러한 접근법 중 하나를 제공합니다8,9. 암 약물 반응을 예측하기 위한 분자, 조직학 및 게놈 바이오마커는 잠재적으로 약물 선택을 알리기 위해 세포 기능의 대용 측정에 의존하는 반면, 기능성 정밀 의학은 대신 환자의 종양에서 분리된 살아있는 세포에 대한 특정 약물의 효과를 직접 측정합니다. 이 접근 방식은 잠재적인 약물 효능에 대한 진정한 맞춤형 바이오마커를 제공한다는 이점이 있습니다. 그러나 살아있는 세포의 필요성은 임상적으로 가장 접근 가능한 표본 형식에 의해 제공되는 제한된 세포성, 세포 생존력 손실 및 생체 외 빠른 표현형 드리프트를 포함하여 테스트에 뚜렷한 과제를 제시합니다. 이러한 제약으로 인해 기능적 정밀 의학 분야의 최근 많은 개발 노력은 신선한 종양 표본에서 풍부한 살아있는 세포에 대한 접근이 보다 일상적으로 가능한 혈액학적 악성 종양에 초점을 맞춰 왔습니다. 그러나 고형 종양에 대한 이러한 접근법의 광범위한 적용은 여전히 ​​어려운 과제로 남아 있으며, 약물 반응 테스트를 가능하게 하기 위해 체외에서 세포를 확장하기 위해 확장된 배양이 필요한 경우가 많습니다. 새로 분리된 고형 종양 세포에 대한 약물을 보다 신속하게 테스트하려는 최근의 진전에도 불구하고19 이러한 바이오마커는 아직 일상적인 임상 테스트를 가능하게 하는 작업흐름으로 변환되지 않았습니다.