在我们为几乎所有事情服用药物的时代 - 从轻微的头痛到危及生命的感染 - 我们很难相信,在我们的身体内存在困扰我们的疾病的“治疗方法”。当我们抵御感染和疾病的第一道防线 - 我们的免疫系统 - 让我们失望时,我们会付出代价 - 有时甚至是我们的生命。在我们的治疗方法中,我们经常将免疫系统排除在外。它已经让我们失望了,所以我们把它放在次要位置,并带来“大枪”,这将完成工作 - 抗生素,化学疗法,辐射。
这些治疗方法已经挽救了无数生命,但不是没有留下破坏的道路,从破坏的肠道微生物体到消失的免疫系统,甚至使普通感冒致命。世界各地的研究人员和临床医生一直致力于一个利用免疫系统而不是忽视免疫系统的医疗保健新时代 - 甚至更糟糕的是,它几乎无用。
我们的免疫系统很强大。它非常具体 - 你的身体充满了独特的免疫细胞,可以杀死“病态”细胞,如癌细胞。它还具有内存,可识别您上次在十年前暴露的传入病毒。这些强大的特征是基于抗原的疗法的基础,这些疗法已经显示出治疗从糖尿病到癌症的各种病症的希望 - 没有与更传统治疗形式相关的附带损害。
解读基于抗原的疗法的关键
免疫细胞特异性 - 使基于抗原的疗法如此有前景的特征 - 也是一项重大挑战。病态细胞在其表面显示称为抗原的蛋白质;被称为T细胞的免疫细胞识别具有独特受体(TCR)的抗原。对于一种抗原的一种受体,抗原-TCR配对的多样性数以百万计。总部位于剑桥的Cogen ImmuneMedicines(2017年由Flagship Pioneering创立)首席执行官Jose-CarlosGutiérrez将这些配对比作代码。拥有数十亿个独特的配对 - 我们每天都会接触到数以百万计的病毒和突变的人类细胞 - 解码所有可能的组合并非易事。但这是Cogen ImmuneMedicines为了将抗原疗法推向医学前沿而采取的措施。
传统的基于抗原的疗法依赖于肽-MHC四聚体的产生 - 感兴趣的抗原与T细胞识别外来细胞所必需的主要组织相容性复合物(MHC)分子的组合。四聚体是鉴定抗原特异性T细胞的有力工具。但是创造它们的过程是漫长而艰巨的:不仅复合物必须在细菌中表达然后被分离和重新折叠,而且这种方式一次只能制造一种复合物。
Cogen ImmuneMedicines的Cogen引擎 - 结合多种技术的平台 - 利用高通量,无细胞技术生产抗原-MHC四聚体。四聚体的所有组分都编码在微滴内部的单链cDNA上,其中蛋白质被表达和折叠。微流体能够同时生产数千个条形码复合物,产生具有前所未有多样性的抗原MHC文库。
但关键是破解代码的第三部分:功能。抗原-MHC文库用于询问肿瘤,淋巴结或血液中的T细胞,在那里它们不仅识别高亲和力抗原-TCR对,而且还识别T细胞 - 效应细胞的功能状态,激活细胞或记忆细胞。关键的是,这个过程可以在单个肿瘤内的多个细胞以及多个个体中相当快速地完成,从而鉴定与特定类型的癌症相关的关键抗原-TCR对。与现有的新抗原测序或基于洗脱的方法不同,Cogen Engine生成肿瘤中存在的所有抗原-TCR对的完整图谱。
“这三个代码,T细胞受体代码,抗原代码和功能代码,逐个细胞,能够独特地洞察免疫系统,”Gutiérrez说。 “如果我们[可以]弄清楚......针对特定疾病的抗原和T细胞受体的特定代码,并将它们作为药物给予,我们将能够概括出免疫系统如何治愈疾病。 21世纪的免疫医学是抗原和克隆型特异性,非常有选择性和非常特异性。“
当然,最终目标是将抗原-TCR代码转化为可用于治疗癌症以及最终治疗其他疾病的药物。它可能看起来像天空中的馅饼 - 尽管经过几十年的努力,我们还没有找到治疗癌症或自身免疫疾病的方法 - 但根据Gutiérrez的说法,问题不在于治愈是否存在;它正在利用已经存在于我们自己身体内的治疗方法。
“我们的免疫系统每天治愈我们,使用多种抗原和多种克隆型T细胞做协调工作,这就是我们要做的事情。我们没有做任何新的事情,[治疗]已经存在,我们的工作就是揭示它们。治愈是我们应该追求的目标,“他说。
引领生态系统,充分利用精准免疫医学的力量
虽然Cogen ImmuneMedicines致力于成为抗原-TCR治疗的领导者,但Gutiérrez强调健康,协作的生态系统的力量。 Cogen团队专注于开发强大的技术来解码与疾病相关的抗原-TCR功能代码,同时与学术医疗中心和医生科学家建立了合作伙伴关系,他们最终将在纵向临床试验中使用Cogen Engine来推动药物开发。
Cogen ImmuneMedicines还为教授提供居住计划,让他们每周一天加入团队,了解他们的技术,了解他们的行动,并分享他们的见解。古铁雷斯表示,人们越来越认识到需要加入他所谓的“合作项目,以发现已经存在的药物”。
“最终免疫医学将[打开]许多其他疾病的大门。 Cogen希望引领潮流,但这将是一项合作努力,不仅仅涉及Cogen,还涉及学术界和工业界的许多其他人,“他说。
而且,合作中最关键的部分是我们一直与我们共同拥有的 - 免疫系统。我们现在拥有开始释放其全部潜力的工具 - 是时候将免疫系统带回医学的最前沿。
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