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Theodore S. Nowicki博士是加州大學洛杉磯分校大衛·格芬醫學院兒科血液學、腫瘤學、微生物學、免疫學和分子遺傳學系助理教授,重點研究基于T細胞的癌癥免疫治療。
細胞療法的重要性與日俱增,特別是對于其他方法都治療失敗的頑固性癌癥患者。CAR-T細胞療法對其中許多患者有效,甚至可以治愈;研究人員正在尋求擴大治療影響,以惠及更多患者,并降低常見不良反應的發生率。
“通常而言,我實驗室的研究重點是應答者與非應答者的區別,以及是否經歷毒性反應的患者的區別,”兒科血液學家/腫瘤學家和免疫學家Theodore Nowicki博士說。他在加州大學洛杉磯分校大衛·格芬醫學院的CAR-T和TCR-T細胞療法研究中結合了這些學科。“我們研究了臨床樣本和臨床隊列,也研究體外模型和動物模型,試圖了解各組之間的差異,希望將更多非應答者轉化為應答者,并降低毒性。”
Nowicki博士團隊最近十分關注免疫效應細胞相關神經毒性綜合征(ICANS),這是一種常見的、有時致命的CAR-T并發癥。ICANS的臨床癥狀與低磷血癥非常相似,低磷血癥是由于對磷的代謝需求激增而耗盡血液中的水平而引起的,這種癥狀在敗血癥或再喂養綜合癥患者中十分常見。
為了探索這種聯系,他的團隊開始了一系列體外實驗,以證明是CAR-T細胞與其靶抗原的結合導致細胞外的磷消耗。研究人員使用IsoSpark對單細胞細胞因子分泌進行檢測,以將其與實際進行效應物代謝的細胞相關聯。Nowicki說:“這使我們能夠快速而有力地對CAR-T細胞的抗原依賴效應物代謝進行分類。”
基于此機制證據,研究人員對接受CAR-T細胞治療的患者進行了回顧性分析,并發現了血清磷水平的下降與ICANS的發病和嚴重程度的關聯性。該研究成果已在《Cancer Immunology Research》(影響因子:12.02)上發表。
Nowicki說:“我們下一步將著手弄清其作用原理,這具有深遠意義。”CAR-T細胞不良事件如細胞因子釋放綜合征可以用生物制劑治療,但ICANS一直是一個挑戰。“如果我們可以證明,僅僅通過補充磷就能減輕甚至預防神經系統毒性,那么這將是一個非常簡單的解決方案。”
“在單個細胞層面觀察CAR-T細胞產生的細胞因子,并對如此多樣的數據進行分類,這使得我們能夠用一種更全面的方法來對這些CAR-T細胞的所有細胞動力學功能性進行分類。”Nowicki補充道,“我們也可以用單個細胞因子測定法進行分析,但顯然你可能會錯失很多信息。”
Nowicki對IsoSpark相當熟悉,并在建造實驗室時配置了一臺。“我們希望打造一個真正專注于T細胞生物學和細胞治療的實驗室。IsoSpark在很多項目中都起著重要作用,”他表示到, “這使我們能夠非常快速地分析大量樣本。此外,在單細胞水平上進行分析也非常重要,因為在其他分析中,如果只檢測存在于細胞外的培養基中的細胞因子,你可能會錯過很多信息。”
單細胞蛋白組學對Nowicki實驗室的工作越來越重要,包括正在進行的TCR-T細胞試驗,以及比較應答者和非應答者的臨床樣本。“臨床樣本非常有限而珍貴,一旦損失就很難再獲得。”Nowicki說,“能夠從單個樣本中盡可能多地獲取數據是一件非常重要的事情。有些信息只有在查看單個細胞層面的數據時才能捕捉到,如果僅查看群組數據,則會錯失它們。”
Nowicki正考慮將更多的研究工具用于未來的實驗,包括PhenomeX正在開發的解決方案Duomic,以拓展其實驗室在蛋白層面結合轉錄組和功能蛋白組研究信號網絡的能力。