_ Instrumentul de interacțiune spațială mapează interacțiunile proteinelor pentru a lupta împotriva cancerului pulmonar

În timp ce Ahmet F. Coskun și echipa sa de cercetători își continuă misiunea de a crea un atlas 3D al corpului uman, cartografiind celule și țesuturi, fac descoperiri care ar putea duce la tratamente mai bune pentru cel mai comun tip de cancer pulmonar.

În timp ce se află la asta, ei sunt pionieri în noi domenii de cercetare și, eventual, învârte. munca într-o nouă afacere comercială.

Anul trecut, Coskun și echipa sa au introdus un nou studiu în „metabolomica spațială cu o singură celulă”, care explorează distribuția micilor molecule – metaboliți – din țesuturi și organe. Acum, ei conduc „interatomia spațială”, un domeniu de cercetare care se preocupă de interacțiunile dintre diverse biomolecule din interiorul celulelor individuale.

Pentru a studia aceste interacțiuni, au dezvoltat o tehnică sau un instrument inovator pentru a înțelege mai bine. de ce cancerul pulmonar fără celule mici, sau NSCLC, rezistă tratamentului la atât de mulți pacienți. Ei îl numesc „testul inteligent de ligatură secvențială de proximitate” sau iseqPLA.

„Este un test inteligent care poate analiza proteinele și modul în care acestea interacționează între ele în spațiu”, a spus Coskun, Bernie Marcus Early Career. Profesor la Departamentul de Inginerie Biomedicală Wallace H. Coulter de la Georgia Tech and Emory University.

„Practic, suntem primii care creează o nouă zonă de cercetare privind interacțiunile spațiale proteină-proteină, care ne pot spune mai multe despre tipurile de celule și funcțiile lor”, a spus Coskun. „Cu interactomica spațială, putem valida modul în care celulele ating, simt și reglează fizic celulele din apropiere prin interacțiunea perechilor de proteine.”

Așadar, scopul imediat al interactomicii spațiale este de a investiga modul în care proteină-proteină. interacțiunile determină rezistența la medicamente în NSCLC. Și iseqPLA permite cercetătorilor să vizualizeze cum se întâmplă totul la nivel subcelular. Echipa lui Coskun și-a descris activitatea recent în revista Nature Biomedical Engineering. De asemenea, el formează o companie pentru a comercializa tehnologia.

Medicamentele numite inhibitori de tirozin kinaza (TKI, cum ar fi Osimertinib) au avut succes în tratarea persoanelor cu NSCLC. Dar mulți pacienți care inițial răspund bine la regim, dezvoltă în cele din urmă o rezistență. Interacțiunile cu proteine, un tip de diafonie moleculară, sunt un principal suspect în cauza acestei rezistențe.

Proteinele interacționează între ele tot timpul, iar această amestecare controlează modul în care celulele cresc, se divid sau supraviețuiesc. Coskun și echipa sa vor să vadă cum se schimbă aceste interacțiuni ca răspuns la tratamentul cancerului, iar iseqPLA le arată, atașând în esență etichete strălucitoare la proteine, luminând locațiile și interacțiunile acestora la microscop.

„Gândește-te la asta. ca o hartă super detaliată care arată modul în care diferite proteine ​​dintr-o celulă sunt conectate”, a spus Coskun.

IseqPLA poate examina 47 de interacțiuni cu proteine ​​într-o singură probă, ceea ce economisește mult timp (și resurse) în comparație cu metodele mai vechi, care analizează două până la trei interacțiuni simultan.

Cercetătorii au creat și un model computerizat pentru a analiza datele spațiale pe care le-au colectat de la iseqPLA , identificând modele în interacțiunile proteinelor pentru a ajuta la prezicerea dacă o celulă răspundea la un tratament sau dezvolta rezistență.

„Am arătat că testul funcționează nu numai în celulele crescute în laborator, ci și în țesuturile din șoareci și oameni”, a spus Coskun. „Ne poate ajuta cu adevărat să înțelegem cum răspund pacienții la anumite tratamente.”

În continuare, Coskun își propune să îmbunătățească iseqPLA pentru a studia interacțiunile dintre ARN, proteine ​​și metaboliți, precum și ARN, proteine ​​și metaboliți. , etc., și alte dinamici subcelulare. De asemenea, speră să pună tehnologia în mâinile altor cercetători.

„Credem că va fi un instrument inovator”, a spus el.

Având în vedere acest lucru, Coskun plănuiește să formeze o companie startup numită SpatAllize. El lucrează cu VentureLab, organizația nonprofit de la Georgia Tech care oferă programe de antreprenoriat pentru studenți și profesori.

„În prezent, efectuăm interviuri cu clienții și formăm o strategie pentru un plan viabil către piață”, a spus el.

El intenționează, de asemenea, să extindă utilitatea iseqPLA în alte domenii de cercetare, concentrându-se pe modul în care interacțiunile proteinelor influențează sistemul imunitar, inima și sănătatea creierului. Echipa sa dezvoltă, de asemenea, un robot de interacțiune spațială care integrează iseqPLA cu imagistica avansată și învățarea profundă automatizată.

„Acest lucru ne va permite să cartografiem toate moleculele din celule și țesuturi pentru o înțelegere și mai bună a interacțiunilor medicament-celulă. , în special în planificarea tratamentului pentru cancer”, a spus Coskun.

(Fluierul)