(Versi Cina dan Inggris dari "MIT Technology Review" APP sekarang online, dan pelanggan tahunan menyiarkan langsung teknologi kuliah bahasa Inggris setiap minggu, dan ada juga komunitas belajar bahasa Inggris teknologi ~)
Tahun ini ditakdirkan untuk menjadi tonggak penting dalam imunoterapi. Pada bulan Agustus, Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (FDA) mengumumkan adopsi Kymriah, terapi CAR-T terapi kanker revolusioner pertama. Pada tanggal 19 bulan ini, FDA menyetujui terapi pertama Dua terapi CAR-T Yescarta.
Baru-baru ini, para peneliti dari Massachusetts Institute of Technology telah membuat terobosan baru dalam terapi ini Para ilmuwan secara artifisial mensintesis sirkuit gen pengatur kekebalan untuk mengidentifikasi penanda spesifik dari kanker tertentu, mengaktifkan respons kekebalan berorientasi tumor tertentu, mencegah sel atau organ sehat lainnya diserang, dan melawan kanker dengan lebih efisien dan aman. Penelitian ini dipublikasikan baru-baru ini " Majalah "Cell".
Gambar | Sirkuit gen sintetis dapat meningkatkan efisiensi imunoterapi kanker
Sirkuit gen mungkin terdengar abstrak, tetapi akan lebih mudah dipahami jika Anda membawa casing smart home. Detektor lingkungan pintar di rumah dapat mendeteksi pm2.5 di dalam ruangan, pm2.5 adalah masukannya. Saat detektor merasakan bahwa indeks pm2.5 terlalu tinggi, ia akan secara otomatis memulai penjernih udara. Ini adalah keluarannya. Performa dan fungsi gen juga dapat dihidupkan atau dimatikan oleh input eksternal - inilah konsep sirkuit genetik.
Namun, mengapa imunoterapi paling populer perlu diterapkan pada sirkuit gen ini? Kita semua tahu bahwa imunoterapi saat ini terutama melalui teknologi rekayasa genetika untuk menambahkan gen target yang dapat mengenali sel tumor ke sel kekebalan, sehingga secara spesifik dapat mengenali sel kanker, kemudian diperkuat secara in vitro dan disuntikkan kembali ke tubuh pasien untuk menghilangkan sel kanker. efek. Karena imunoterapi menggunakan sistem kekebalan pasien sendiri untuk menyerang sel kanker, maka imunoterapi lebih efisien dan langsung daripada kanker tradisional, dan secara luas dianggap sebagai pengobatan kanker yang paling efektif di masa depan.
Namun, terapi ini juga memiliki kekurangan yang tidak dapat diatasi: Meskipun imunoterapi berhasil dari hasil beberapa uji klinis, untuk beberapa penyakit, hanya sekitar 30-40% pasien yang memiliki respons imun. Yang lebih serius adalah meskipun hanya ada sel kanker lokal, imunoterapi saat ini akan mengaktifkan sistem kekebalan tubuh, sehingga membawa efek samping yang sangat besar Badai kekebalan seluler .
Badai kekebalan seluler mengacu pada produksi cepat berbagai sitokin dalam cairan tubuh. Jika sistem kekebalan diaktifkan hingga batasnya atau kehilangan kendali, hal itu akan membahayakan inang, terutama yang dimanifestasikan sebagai demam, nyeri, dan bahkan kematian pada kasus yang parah.
Gambar | Sel T.
Tim yang dipimpin oleh Timothy K. Lu, seorang profesor bioteknologi, teknik kelistrikan, dan ilmu komputer di MIT, mengambil pendekatan yang berbeda dan tampaknya telah menemukan alat yang ampuh untuk mengatasi kelemahan dari "menggerakkan seluruh tubuh dengan melakukan tindakan" " Gerbang AND "(Gerbang AND).
Gambar | Gerbang AND
Gerbang AND adalah gerbang logika yang mengimplementasikan logika AND dalam logika digital (gerbang logika adalah komponen dasar dari rangkaian terintegrasi), dan sering digunakan dalam rekayasa elektronik. Sesuai dengan pintunya adalah " Dan logika ": Ketika semua syarat untuk suatu hal terpenuhi, hal ini bisa terjadi, jika tidak maka tidak bisa terjadi. Berdasarkan konsep gerbang AND, tim Lu Guanda merancang sirkuit gen imunomodulator dengan dua promotor, yaitu seperti memberi Sirkuit gen menambahkan dua kunci- Yaitu, promotor ganda, dan kunci untuk membuka kunci adalah protein aktif dari sel kanker tertentu.Hanya jika dua promotor diaktifkan pada saat yang sama, seluruh sistem ekspresi gen akan bekerja.
Secara khusus, proses regulasi kekebalan dari seluruh rangkaian gen mencakup tiga tahap:
1. Presentasi sirkuit gen: Setelah sirkuit gen ditampilkan ke sel target melalui vektor virus, promotor sintetik berdasarkan tingkat RNA mengikat protein aktif spesifik dari sel tumor untuk diaktifkan.
2. Verifikasi sirkuit gen dan regulasi imun: ketika dua promotor p1 dan p2 diaktifkan pada saat yang bersamaan, protein permukaan sel imunogenik STE, sitokin IL12, kemokin CCL21, dan antibodi penghambat pos pemeriksaan imun anti-PD1 Ini akan diproduksi sebagai "keluaran", dan pada saat yang sama sinyal imunomodulator akan dikirim ke sel T.
3. Imunitas sel T: Regulator imun kompleks yang secara spesifik diekspresikan oleh sel kanker memediasi sel T untuk menyerang sel kanker, sedangkan sel sehat dilindungi dari bahaya.
Singkatnya, menggunakan logika AND untuk menjelaskan, yaitu ketika nilai input dari kedua promotor ini (protein aktif spesifik sel tumor) memenuhi kondisi pada saat bersamaan, output yang diinginkan akan muncul.
Gambar | Diagram skema rangkaian gen regulasi imun
Jadi, apakah rangkaian gen regulasi imun kompleks ini efektif?
Dalam percobaan in vitro, para peneliti menemukan bahwa sirkuit gen dapat menemukan sel kanker ovarium dari berbagai sel kanker ovarium, sel ovarium yang sehat, dan sel lain tanpa menyerang sel lain.
Selanjutnya, para peneliti melakukan percobaan pada hewan. Mereka mentransplantasikan sel kanker ovarium ke tikus. Tikus yang disuntik sirkuit gen merespons lebih baik daripada kelompok kontrol. Sel kekebalan berhasil membunuh sel kanker tanpa merusak sel sehat lainnya.
Dengan kata lain, rangkaian gen imunomodulator ini tidak hanya dapat membedakan antara sel kanker dan sel non-kanker, tetapi juga diharapkan dapat disesuaikan secara tepat sesuai dengan jenis tumor yang berbeda di masa depan.
Selain itu, terobosan ini bukan kali pertama Profesor Lu Guanda menggunakan konsep ilmu elektronik untuk memecahkan masalah biologi. Nyatanya, ide ilmiah "melompat" dan "lintas batas" seperti itu adalah gaya konsisten Profesor Lu Guanda, sama seperti pertumbuhan dan pengalaman akademisnya.
Gambar | Ayah Guanda Lu (kanan) adalah seorang kelas berat di industri semikonduktor Taiwan dan ketua Etron Lu Chaoqun (kiri)
Ia menghabiskan masa kecilnya dan bersekolah di Amerika Serikat dan Taiwan, China. Setelah memperoleh gelar sarjana dan master di bidang teknik elektro dan ilmu komputer dari Massachusetts Institute of Technology, Lu Guanda masuk ke Harvard Medical School untuk meraih gelar Ph.D. dari jurusan yang berhubungan dengan komputer hingga biologi. Penelitian medis, dan di bawah pengawasan James Collins, pelopor biologi sintetik dan profesor teknik medis di MIT.
Dalam beberapa tahun terakhir, biologi sintetik mulai masuk ke dalam bidang pandang masyarakat dan menjadi hot spot di bidang bioteknologi. Meski disebut biologi, biologi sintetik lebih dekat dengan konsep keteknikan. Dibandingkan dengan disiplin ilmu teknik tradisional seperti bagian mekanik dan komponen sirkuit, bagian biologis yang dimanipulasi oleh biologi sintetik lebih kompleks dan lebih bervariasi. Peneliti "memprogram" sel dengan mengatur jalur gen terkait sehingga mereka dapat menghasilkan produk tertentu atau menyelesaikan tugas khusus seperti pabrik atau mesin miniatur.
Di bidang biologi sintetik, Profesor Lu Guanda juga telah menorehkan banyak prestasi. Pada tahun 2010, Lu Guanda dinobatkan sebagai salah satu dari 35 anak muda inovatif di dunia oleh MIT Technology Review Saat itu, usianya baru 28 tahun. Pada saat itu, komentar yang diberikan MIT Technology Review adalah: " Di bidang biologi sintetik, ia menciptakan aplikasi komersial pertama yang sukses, yang merupakan pencapaian terbesarnya . "
Selain sebagai akademisi, Lu Guanda juga seorang pengusaha yang telah mendirikan tujuh perusahaan. Saat ini, Synlogic, yang ia dirikan bersama dengan mentornya James Collins, telah mengumpulkan lebih dari US $ 140 juta dalam bentuk pembiayaan sejak didirikan, termasuk US $ 70 juta dalam investasi tahun ini. Para investor di belakangnya termasuk Bill Gates Foundation dan modal ventura di bidang bioteknologi. Fund Atlas Venture, NEA, dll. Keunikan Synlogic adalah menggunakan konsep "sirkuit gen" untuk menerobos masalah sulit yang dihadapi dalam mengobati penyakit langka.
Kembali ke terobosan terbaru dari "sirkuit gen", desain ini tidak terbatas pada pengobatan kanker ovarium. Tim Lu Guanda berharap dapat mendorong platform sirkuit gen ke dalam imunoterapi semua kanker. "Kami juga menemukan promotor untuk mengenali sel kanker payudara. Jika gen ini diprogram ke dalam sirkuit gen, sel kanker payudara akan menjadi target sistem," kata Lu Guanda, "dan jenis sel lain juga tidak. Akan diserang. "
Gambar | Profesor Martin Fussenegger
"Kemajuan ini akan membuka front baru dalam perang melawan kanker", Martin Fussenegger, profesor bioteknologi dan bioteknologi dari ETH Zurich, Swiss, memuji pekerjaan penelitian tim Lu Guanda. "Kerja sama antara penulis pertama Lior Nissim dan Profesor Lu telah membawa imunoterapi kanker ke tingkat yang baru."
Kedepannya, peneliti akan memverifikasi lebih lanjut sirkuit gen regulasi imun dari model kanker lainnya, di saat yang sama, mereka juga berharap dapat mengoptimalkan sistem pengiriman sirkuit ini agar pengoperasiannya lebih fleksibel dan sederhana.
- Hong Kong, yang kurang dalam inovasi, dapat mengejar gelombang baru teknologi dengan "lift kompetisi kewirausahaan"?
- Siswa sekolah dasar menulis di tanah selama satu jam untuk membuat dan berpartisipasi dalam proses aktivitas "kaligrafi dan kaligrafi selebriti sejarah Sichuan" yang hanya dapat mereka alami
- Bus Jinan memiliki 2 tempat istirahat yang penuh perhatian, para kandidat seni dapat beristirahat di siang hari
- Evergrande membantu pembangunan pangkalan pembibitan sapi potong pendukung di Desa Evergrande 50, Kabupaten Dafang. Upacara dividen 2018 sukses digelar
- Sudahkah Anda menggunakan Mi Band? Lei Jun mendukung perusahaan untuk go public dan nilai pasarnya melonjak menjadi 4,2 miliar!