リーズ大学の科学者によって開発され、がんという世界的な医療課題に適用されたハイテク ダブルバレル ナノピペットにより、研究者は初めて、個々の生きたがん細胞が治療にどのように反応し、時間の経過とともに変化するかを観察できるようになりました。医師がより効果的ながん治療薬を開発するのに役立つ重要な理解を提供します。 

このツールには 2 本のナノスケールの針があり、同じ細胞からのサンプルの注入と抽出を同時に行うことができるため、潜在的な用途が広がります。そして、このプラットフォームの高レベルの半自動化によりプロセスが劇的にスピードアップし、科学者が以前よりもはるかに高い精度と効率で、より多くの個々の細胞からデータを抽出できるようになったことが研究で示されています。 

現在、単一細胞を研究する技術は通常、細胞を破壊します。つまり、細胞は治療前でも治療後でも研究できることになります。 

この装置は、がん治療を受けている間、生きた細胞の「生検」を繰り返し行うことができ、細胞を死滅させることなくその内容物の微量の抽出物をサンプリングし、科学者がその反応を経時的に観察できるようにします。 

研究中、生物学者と技術者で構成された多分野のチームは、脳腫瘍の中で最も致死性の高い神経膠芽腫（GBM）をテストケースとして使用し、治療に適応する能力があることから、化学療法と放射線療法に対するがん細胞の耐性をテストした。そして生き残る。 

彼らの研究結果は本日（グリニッジ標準時午後7時/東部標準時、2月6日水曜日午後XNUMX時）雑誌に掲載されます。 科学の進歩. 

大きな進歩 

この論文の責任著者の一人であるリーズ大学医学部脳腫瘍生物学准教授のルーシー・ステッド博士は次のように述べています。治療後に起こっている変化を単に想定するのではなく、実際に監視できる技術を私たちが手にしたのはこれが初めてです。 

「この種のテクノロジーは、私たちがこれまで得られなかった理解の層を提供することになります。そしてその新たな理解と洞察は、あらゆる種類の癌に対する私たちの兵器庫の新たな武器につながるでしょう。」 

GBM は、20 年間にわたって生存率が改善されていないため、これらの新しい兵器が最も必要とされているがんです。 

それは非常に遅れていますが、それはこれらの腫瘍の高度に「可塑性」の性質、つまり治療に適応して生き残る能力のせいだと私たちは考えています。 

だからこそ、これらの細胞の変化を動的に観察して特徴づけることが非常に重要です。これにより、これらの細胞がたどる経路を計画し、その後あらゆる場面で細胞を止める方法を見つけることができます。私たちが持っていたテクノロジーではそれを実現することはできませんでした。」 

ルーシー・ステッド博士、リーズ大学医学部脳腫瘍生物学准教授

トランスフォーマティブ 

ステッド博士は、セント・ジェームス病院のリーズ医学研究所で神経膠腫ゲノミクス研究グループを率いており、GBM脳腫瘍の治療に重点を置いています。さらに、「このテクノロジーは、この特定のがんにとって変革をもたらす可能性があり、この恐ろしい不治の病に対する効果的な治療法を最終的に特定するのに役立ちます。」と付け加えた。 

この研究は主に脳腫瘍慈善団体から資金提供を受けており、同団体は元リーズのサッカー選手ドミニク・マテオを著名なサポーターの一人として数えている。マテオさんにはGBMはなかったが、2019年に脳腫瘍の切除手術を受けた。 

The Brain Tumor Charity の最高科学責任者である Simon Newman 博士は次のように述べています。治療前後に研究室で増殖させた腫瘍細胞からサンプルを抽出できるこの新しい技術の開発は、どのようにして薬剤耐性が発生し、腫瘍の再発につながるのかについて独自の洞察を与えることになる。 

「脳腫瘍慈善団体の資金提供によるこの重要な研究により、これらの複雑な脳腫瘍に関する知識が向上し、より効果的な新しい治療法が見つかることを願っています。これは、この壊滅的な病気に直面している人々にとって緊急に必要なことです。」 

コラボレイティブ 

この研究は、リーズのブラッグ材料研究センターの研究者間の共同研究でした。リーズ電子電気工学部;リーズ医学研究所とノーリッチのアーラム研究所は、72時間にわたって単一GBM細胞を研究しました。 

彼らは、手で操作するには小さすぎるナノサージカル プラットフォームを使用しました。極小の針はロボット ソフトウェアによって正確に制御され、ペトリ皿内の細胞の所定の位置に移動します。ナノピペットの 2 番目の針は、装置の制御において基本的な役割を果たします。 

この装置を使用すると、科学者はサンプルを繰り返し採取して、個々の細胞における病気の進行を研究することができます。分子生物学に関する多くの研究は細胞集団に対して行われており、各細胞が異なるという事実を無視した平均的な結果が得られます。 

治療中に死ぬ細胞もありますが、生き残る細胞もあります。治療法を見つける鍵は、何が細胞の生存を可能にし、死んだ細胞に何が起こっているのかを理解することです。 

前例のない精度 

筆頭著者、ファビオ・マルクッチョ博士、医学部研究員 ロンドン大学インペリアルカレッジリーズ在学中に研究を実施した同氏は、「私たちの装置を使うと、脳腫瘍細胞が時間の経過とともに治療にどのように適応するかを、前例のない精度で研究することができます。このツールは、がんの治療と予後の大幅な改善につながる可能性のあるデータを提供します。」 

同氏はさらに次のように付け加えた。「この研究は、私の同僚で共同リーダーであるリーズ電子電気工学部バイオナノテクノロジー研究員のチャルマーズ・チャウ博士と、元リーズ大学で現在はバイオインフォマティシャンであるジョーゼット・タナー博士との共同作業の結果です。オックスフォード ナノポア テクノロジーズ。その貢献は実験計画とデータ分析の基礎でした。これは、現代の最大の課題に取り組むために学際的なチームを作ることの重要性を示しています。」 

がん細胞の可塑性（細胞がその行動を変える能力）は、依然として十分に理解されていないため、がん治療における最大の課題の 1 つです。 GBM がん細胞は特に「可塑性」があり、非常に早く適応することができ、これが放射線療法や化学療法に対する耐性を獲得するのに役立つと考えられています。これらの細胞がどのように適応するのか、そしてその後どのように細胞をブロックできるのかを学べば、GBMではほぼ必ず起こるがんの再発を防ぐことができる可能性があります。 

ロンドン在住の作業療法士カミラ・ホーキンスさんは、2022年55月にGBMと診断された。XNUMX歳のホーキンスさんは次のように語った。たとえ予後が末期であっても、良好な生活の質が長く続くことは生きる価値がある。」 

極めて重要 

 もう一人の責任著者で共同主任のパオロ・アクティス博士（リーズ電子電気工学部バイオナノテクノロジー准教授）は、ナノバイオプシーツールの開発に約15年間取り組んできており、当初の範囲と比較してその新機能について述べた。 、「顕著な利点」を提供しました。 

同氏はさらに、「化学療法で死滅しなかったがん細胞は、がんを再び増殖させて死に至るものです。 

「私たちのツールはこれらの細胞を正確に特定することができ、それらの細胞に対して生検を実行できるようになったので、治療を生き延びた細胞がどのように変化したかを具体的に研究できるようになりました。 

「細胞がどのように変化するかを理解すればするほど、細胞の適応を阻止する薬をより多く開発できるようになるため、これは非常に重要です。」 

ステッド博士は、この技術を実験室や人間のさらに多くのサンプルに使用してさらなる研究を行う必要があるが、すでに非常に貴重な情報が得られていると述べた。 

追加の資金は英国研究イノベーションと欧州委員会によって提供されました。 

ケーススタディ

カミラの話 

カミラ・ホーキンスさんは、2022年XNUMX月に多巣性多形神経膠芽腫脳腫瘍と診断された。 

ロンドン在住の作業療法士は、仕事の会議中に適切な言葉を見つけるのに苦労した後、かかりつけ医サービスに電話してアドバイスを求めた。 

当初、医師らは彼女が脳卒中を起こした可能性があると考え、研修医に相談したところ、地元の救急外来を訪れるよう勧められ、彼女は脳卒中病棟に入院した。彼女が自分の診断を知るまで、3週間の調査が続いた。当然のことながら、このニュースは大きな衝撃でした。  

昨年、脳腫瘍慈善団体を支援してロンドンマラソンを走った55歳のパークラン愛好家でボランティアの彼は、次のように述べています。余命が限られた腫瘍。 

「私は何年も前に腫瘍学で働いており、25 年以上 HIV の分野で働いていたので、XNUMX 人に XNUMX 人が生涯にがんと診断されるという統計を知っていました。 

「しかし、私が脳腫瘍を患っている可能性は、文字通り私の頭に入っていませんでした（しゃれではありません！）私は脳卒中コンサルタントに、「少なくともそれは脳腫瘍ではありません！」とコメントしたことさえありました。 

「この種の腫瘍は常にステージ 4 であり、治療法はありません。 

「この病気に関する研究は非常に少なく、研究が不足しているということは、私を含む多くの人ががんを制御できる別の方法に目を向けていることを意味します。患者フォーラムやウェブ上ではさまざまな可能性が示唆されていますが、いずれも証拠に裏付けられていないため、医療専門家はコメントできません。 

「全員が末期となる患者コホートの場合、研究が困難になることは理解していますが、このような新たな治療法の情報提供に役立つ可能性のある発見は歓迎されるべきです。たとえ予後が末期であっても、良好な生活の質が長く続くことは生きる価値がある。」 

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• 情報源： https://www.news-medical.net/news/20240306/Breakthrough-nanopipette-enables-real-time-observation-of-cancer-cell-reactions-to-treatment.aspx