高通量雙抗篩選在類器官模型藥物篩選的應用

古有神農(nóng)嘗百草，今有類器官試藥

結直腸癌（CRC：Colorectal Cancer）為全球范圍內(nèi)排名第三位最常見的癌癥。2020年，近乎200萬人確診，它也是第二大引起死亡的癌癥殺手。--來自WHO

患者衍生類器官（PDO: Patient-derived organoids）模型在藥物篩選中有巨大應用價值。2022年題為Functional patient-derived organoid screenings identify MCLA-158 as a therapeutic EGFR × LGR5 bispecific antibody with efficacy in epithelial tumors的文章發(fā)表于Nature Cancer（IF：21.94）期刊，由類器官之父Hans Clever等來自企業(yè)和高校39位科學家共同完成。

研究者利用結直腸癌PDO，對超過500種雙特異性抗體進行藥物篩選，最終發(fā)現(xiàn)MCLA-158（EGFR x LGR5雙特異性抗體）可與表皮生長因子受體（EGFR）和富含亮氨酸重復序列的G蛋白偶聯(lián)受體-5（LGR5）相結合，有效抑制結直腸癌類器官生長和轉移。

PDO比2D細胞培養(yǎng)更能模擬腫瘤，可更好地再現(xiàn)原發(fā)腫瘤異質性和空間組織。攜帶KRAS激活突變的很大一部分CRC仍然顯示出對EGF的依賴，而在標準培養(yǎng)條件下擴增的細胞系卻未能顯示出這一特征。另外，可使用同一患者健康和癌變PDO，共同應用于早期候選藥物篩選，排除對健康組織產(chǎn)生不利影響的藥物。

然而，所有的研究模型，無論是細胞培養(yǎng)、人源化組織異種移植小鼠（PDX：Patient-derived xenografts）還是PDO，在面對復雜的病理生理條件下，都有各自局限，甚至可能產(chǎn)生互相矛盾的結果。例如，具有KRAS突變的皮下PDX模型對MCLA-158的敏感性低于KRAS突變的PDO模型。因此，治療性藥物發(fā)現(xiàn)面臨諸多挑戰(zhàn)。早在2016年，美國國家癌癥研究所（NCI）就曾宣布，已被全世界研究人員所使用長達25年之久的NCI-60細胞系將退出歷史舞臺，取而代之的是來自癌癥患者且經(jīng)小鼠體內(nèi)培養(yǎng)的新腫瘤樣本，即PDX模型。不可否認，PDO的熱度與關注度與日俱增，對比PDX模型的周期長、低通量、高成本，PDO可身先士卒，與PDX等模型一起為藥物篩選共同賦能。

研究人員利用全自動Digital Western檢測

本文中，研究人員利用毛細管全自動Digital Western檢測 P18T（KRAS野生型）、C55T（KRAS突變型）和C82N（非病變類器官）樣本中，使用MCLA-158和西妥昔單抗（Cetuximab）培養(yǎng)（0小時、1小時、6小時、72小時）后，EGFR蛋白表達情況。西妥昔單抗是靶向EGFR的單克隆抗體藥物，用于治療結直腸癌轉移患者。然而，存在諸多局限。目前抗-EGFR藥物對RAS腫瘤家族（主要為KRAS）激活突變的CRC患者無效；并且，在RAS野生型患者中，僅對一部分人有效，并伴隨治療限制性不良反應。因此，在本實驗中作為與MCLA-158的對照。

Q

類器官研究，為何需要全自動Digital Western？

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