用软件和微电子制造技术与癌症抗争

IEEE电气电子工程师学会 2019-08-22 21:00

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经过免疫疗法成功治疗后,癌症患者体内会含有免疫细胞,这些免疫细胞产出的蛋白质能够杀死肿瘤。但在过去,很难确定哪种免疫细胞的功效最大。


IsoPlexis是一家位于康涅狄格州的生命科学创业公司。目前,这家公司制造出了一种“微芯片”,它能够快速确定上万个细胞中释放出的42种蛋白质,然后使用软件对相关结果进行分析,从而确定哪些细胞是功效最强的“超人”细胞,能够在免疫治疗中发挥最大的效力。

在生物学中,“要了解整体情况,需要研究数千个细胞。”IsoPlexis的联合创始人樊荣说。

在加州理工学院做博士后期间,樊荣与化学教授詹姆斯•R. 希斯(James R. Heath)一起工作,进行潜在科学开发。希斯是美国国家癌症研究所纳米系统生物学癌症中心的主任。
成为耶鲁大学生物医学副教授的樊荣来到纽黑文市后,遇到了刚读完MBA的肖恩•麦凯(Sean Mackay)。麦凯说自己正在寻找生命科学方面的合伙人,因为他看到,早期生命科学企业对人的生命可能产生重要影响。
IsoPlexis成立的时候,正是肿瘤免疫治疗法快速发展的时期。这家公司获得了多方投资,包括春山资本、康涅狄格创新办公室、耶鲁大学、美国国立卫生研究院小企业创新研究基金和其他风险投资者。
这家创业公司还要说服其潜在客户,它比现有技术更有优势。联合创始人兼首席执行官麦凯说:“我们的目标绝不是废除现有技术,而是为之提供补充和帮助。”希斯现在是IsoPlexis科学咨询委员会主任,他说,IsoPlexis的微芯片使用了微电子制造技术,可将单个细胞收集在一个微室内,并将各个细胞隔离起来。这家公司的主要发明之一,是将微型传感器检测垫并列挤压在一个小小微室内,小微室容量仅为1纳升。
在芯片的概念验证阶段,要用一周的时间人工计算细胞数量和分析数据。IsoPlexis聘请了帕特里克•帕奇科夫斯基(Patrick Paczkowski)作为其软件副总裁,将该公司的数据处理和生物信息软件转化为全自动的商业化产品。帕奇科夫斯基与麦凯一样,并非生物学科班出身,但他希望能够创造更好的算法来对细胞进行分析。经过这些以及其他技术方面的努力,公司完成了IsoLight系统,该系统能够在几小时内完成自动化的图像处理和数据量化分析。
这项技术不仅能应用在肿瘤学。该公司基于创始人的研究重点领域开展工作,因为有关癌症研究的资金比其他疾病的研究资金更充裕。麦凯说,这项技术可以用于研究和诊断自身免疫性疾病,例如多发性硬化、系统性红斑狼疮、克罗恩病和阿兹海默症。此外,科学家还在研究将该技术应用于感染性疾病(例如莱姆关节炎)的免疫治疗和疫苗开发。
医学博士迈克尔•安德烈夫(Michael Andreeff)是得克萨斯大学MD安德森癌症中心的一名遗传学教授,他也是流式细胞计数法(一种单细胞测量方法)的先驱。他说IsoPlexis是“一个优秀的系统”,还说在自己的实验室使用这种技术后,他发现了一些令人惊喜的结果:“重要的是,IsoPlexis系统也许能够预测患者对免疫检查点抑制剂的反应。
虽然这种处理并非革命性技术,但安德烈夫说,如果这些结果得到确认,(在满分为10分的标准下)IsoPlexis作为一个研究工具的得分将在9分以上。“别的技术都不能进行这样的预测。”他说。被问到有没有IsoPlexis的金融股权时,安德烈夫说:“我也希望有。
文章来源:悦智网。发表在IEEE Spectrum上的英文原文可点击“阅读原文“查看。



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