制药行业为何对识别单个T细胞的功能和表型感兴趣?

在过去的十年中，免疫疗法的发展迅猛。使免疫系统变成抵抗癌症或其他疾病状态的武器的药物。随着基于免疫肿瘤学的抗体和细胞疗法的出现，人们对T细胞产生了极大的兴趣。

制药公司想知道T细胞在做什么，它们如何发挥作用，以及我们如何利用它来创造更好的疗法。这种潜在的兴趣已经转化为以一种全新的方式看待T细胞，并深入研究T细胞的表型和功能。

免疫学家长期以来一直在研究单个T细胞。制药行业的目标是找到最好的细胞。如果您正在进行细胞疗法，并且正在将数十亿个细胞放入患者体内以尝试治疗其状况，那么关键问题之一就是，这些细胞中有多少具有您认为的功能?该功能是非常复杂的细胞行为，即与肿瘤细胞相互作用，将其识别为异源然后攻击它的能力。

大多数问题围绕两个关键主题。我们如何才能使我们的流程更有效率?如何只确定最佳的单元?该领域的科学家正在寻找方法，以鉴定和直接联系具有其实际细胞行为或功能的单个T细胞的表型。

此后，在研发环境中，科学家将尝试使T细胞更具功能性，研究T细胞的基因组或潜在转录组，并询问为什么一组T细胞能够杀死一组肿瘤细胞和另一个不是。

如果您能够在单个细胞水平上深刻表征，描绘和绘制T细胞种群，则可以开始确定实际在做什么的T细胞比例。

在制药行业中，此过程通常使用哪些技术?有什么限制吗?

今天完成的常见技术有两个主要限制。第一个与高通量技术有关，该技术仅允许您及时对该种群进行一次快照。

您可能能够实现每个单个T细胞在那个时间点的外观的单细胞分辨率，但是如果您随后更改某些内容或继续进行培养，则无法在第一个时间点直接链接该细胞的表型或行为到第二。

例如，您无法将时间点0的单个细胞的表型与基因表达或12小时时间点的细胞表型联系起来。这样可以防止您获得有关最佳细胞行为或基因型的最高分辨率数据，从而获得成功的治疗。

活细胞成像或可以测试单个T细胞功能的方法也带来了另一个问题。使用大多数这些技术，您将无法从进行测量的设备或仪器中恢复细胞。

在Berkeley Lights，我们的平台可用于随时间跟踪成千上万的单个T细胞，对细胞行为或表型进行多次测量，然后最终查看其基因型。通过此过程，科学家可以在他们寻找的参数内找到最佳细胞。

例如，与来自单个T细胞的Alpha-β链序列组合杀死肿瘤细胞的能力将定义将T细胞靶向特定抗原的方法。科学家可能会研究整个转录组，以尝试确定该T细胞中发生了什么，以及为什么它不同于同一种群中的另一个细胞。

第三个也是最后一个限制是珍贵样品的破坏。所有人类样品都是珍贵的，并且它们中的大多数都相对较小，细胞数量有限。因此，至关重要的是您可以在分析后回收大部分或全部样品。为了实现这一目标，免疫学领域的科学家们一直在寻找将测量结果整合到同一芯片上，同一细胞上并获得尽可能多信息的方法。

对于从事细胞疗法生产的科学家，他们必须首先使用样品分析其过程。如果是真实的患者样本，那么他们在尝试理解或优化过程时就不会失去很多细胞。使用尽可能少的单元并从这些单元中提取尽可能多的信息对他们来说很有价值。

这就是为什么我们开发了Lightning™和Beacon®平台的原因，该平台使科学家可以处理小细胞数量。总共1000至100,000个细胞