乳腺癌芯片检测免疫治疗药物

人体对外来入侵者有许多反应机制。其中一种与免疫系统的t细胞有关，t细胞表面有许多不同的蛋白质，称为“检查点蛋白质”。这些检查点蛋白与其他细胞表面的蛋白结合，可以刺激或抑制t细胞活性。通常情况下，外来或入侵细胞的表面蛋白会对这些细胞产生刺激t细胞活性，而t细胞抑制是一种内置的机制来防止免疫系统从攻击身体自己的正常细胞。

然而，肿瘤细胞有时可以通过显示与T细胞检查点蛋白结合的表面蛋白来引起抑制T细胞活性的表面蛋白来突出免疫系统。在一些情况下，这些肿瘤表面蛋白与T细胞的相互作用甚至导致T细胞破裂。近年来，科学家一直在努力制定“检查点抑制剂”药物，这将抵消这些抑制检查点相互作用，以便重新激活对肿瘤细胞的身体的免疫应答。其中一种药物是美国FDA批准治疗转移性黑色素瘤;其他人可以在开发或正在开发中治疗其他恶性肿瘤。

然而，尽管这些进步，但是难以确定这种患者可能用于这种类型的疗法，并且哪种药物具有最多的潜力。制定解决这些挑战的方法将是有助于确定最安全，最有效的癌症患者的药物，同时节省了过程中的时间和金钱。为了使这种方法是实用的临床用途，它应该能够实现对大量潜在免疫疗法药物对活肿瘤细胞进行准确，容易分析的数据。

Terasaki生物医学创新研究所（TIBI）的合作团队成功设计和测试了这样的系统。他们开始在定制制造的乳腺癌细胞的球形聚集体中开始，3 d印制，透明芯片与锥形微孔。这些微孔是为细胞球的最佳生长和稳定性而设计的。对微孔细胞球进行的测试证实了细胞的活力和它们产生的t细胞失活表面蛋白。

来自Terasaki研究所的Wujin Sun博士说:“我们基于微井的芯片的特性是我们成功开发免疫活性组织模型的关键。”“芯片的透明度允许直接的微观观察。它的设计允许进行大量测试，这很好地适合于免疫治疗药物的快速筛选。”

为了测试检查点抑制剂药物在激活T细胞的抗肿瘤反应中的有效性，该团队接下来考虑了T细胞在激活期间如何表现。当T细胞被刺激以攻击细胞侵入者时，它分泌称为细胞因子的蛋白质，该蛋白质将其它免疫细胞调低到侵入部位并刺激细胞以乘以和破坏入侵者。因此，这些细胞因子的测量可以指示T细胞活化的水平。

然后，团队创建了一个有效的自动化系统来衡量细胞因子水平使用他们乳腺癌暗中microwell芯片。该系统采用抗检查点蛋白药物进行实验;结果表明，在乳腺癌细胞与t细胞的孵育后，使用药物会增加细胞因子的产生，这表明它们在激活t细胞方面是有效的。

该团队使用乳腺癌芯片的另一种方法是评估乳腺癌细胞对受刺激的t细胞的影响。t细胞被荧光标记并添加到微孔中的乳腺癌细胞中;该芯片的透明度允许使用荧光直接观察它们的细胞相互作用显微镜。这些乳腺癌细胞通常会导致T细胞破裂，但用检查点抑制剂药物进行的实验表明，药物在培养物中增加T细胞活力，目视展示它们如何通过肿瘤细胞相互作用来对抗T细胞破裂的影响。

乳腺癌芯片也被用于直接观察t细胞如何浸润乳腺癌细胞球;这种浸润可以衡量t细胞的抗肿瘤活性和生存能力。每组细胞用不同的染料标记后，混合在芯片的微孔中，使用高分辨率荧光显微镜可以直接观察到t细胞的浸润。使用检查点抑制剂药物进行的实验表明，在药物存在的情况下，t细胞数量增加，并深入到乳腺癌细胞中。

综上所述，TIBI的研究人员能够设计出强大而有效的方法来表征肿瘤和免疫细胞之间的相互作用，以及快速、高容量和临床相关的方法来筛选针对肿瘤细胞的免疫治疗药物。微井芯片及其相关设备也可用于包括其他类型的肿瘤细胞和个体患者细胞，以优化患者反应，并筛选和开发额外的抗癌药物。

Terasaki研究所主任兼首席执行官Ali Khademhosseini博士说:“为患者提供优化临床决策和个性化医疗的方法是我们研究所的首要目标。”这项工作是在癌症领域实现这一目标的重要一步免疫疗法。“