Исследование опубликовано на этой неделе в журнале CPT: Pharmacometrics. Системная фармакология.Технологии на основе микрочипов широко используются для мониторинга клеточных изменений в ответ на введение лекарств на уровне генов. Однако микроматрицы имеют несколько ограничений из-за того, что они полагаются на заранее разработанные олигонуклеотидные зонды и детекцию на основе гибридизации.
Чтобы обойти ограничения, накладываемые использованием технологии на основе микрочипов для разработки новых лекарств, доктор Харукадзу Судзуки и его команда из CLST разработали новую технику, сочетающую Cap-анализ экспрессии генов (CAGE) с одномолекулярным анализом 3-го поколения. последовательность действий. CAGE — это метод, разработанный RIKEN для всестороннего картирования сайтов начала транскрипции человека и их промоторов, а также количественного определения набора мРНК в клетке, также называемого транскриптомом.Во время CAGE 5′-конец мРНК секвенируется, чтобы получить серию из 20-30 нуклеотидных последовательностей, которые затем могут быть картированы на геном и предоставить информацию об уровне экспрессии генов.
Д-р Сузуки и его команда использовали CAGE в сочетании с секвенатором одномолекулярных соединений для мониторинга воздействия трех препаратов, U0126, вортманнина и гефитиниба на клетки рака груди человека.Известно, что U0126 и вортманнин ингибируют сигнальные пути Ras-ERK и фосфатидилинозитол-3-киназы (PI3K) -Akt внутри клеток. Гефинитиб является мощным ингибитором киназы рецептора эпидермального фактора роста (киназы EGFR) и в основном ингибирует пути Ras-ERK и PI3K-Akt, расположенные ниже EGFR.
Исследователи идентифицировали определенный набор промоторов, на которые воздействовали низкие дозы препаратов, и, следовательно, показали чувствительность к слабому ингибированию путей передачи сигнала Ras-ERK и PI3K-Akt. Такого уровня точности было бы очень трудно достичь с помощью профилирования на основе микрочипов.
Кроме того, количественный анализ показал, что профили ингибирования как U0126, так и вортманнина являются составными компонентами профиля транскриптома, полученного путем ингибирования киназы EGFR. Используя регрессионную модель, исследователи смогли количественно предсказать профиль промоторной активности гефитиниба на основе профилей U0126 и вортманнина.
Эти результаты демонстрируют потенциальную полезность высококоличественного профилирования активности промотора в исследованиях лекарственных средств.«Количественный анализ транскриптома потенциально широко применим для определения целевых белков и механизмов действия не охарактеризованных соединений», — заключает доктор Сузуки. «Наше исследование открывает путь к количественному анализу реакции на лекарства на уровне промотора, и, более того, оно потенциально применимо для оценки комбинаторного или серийного лечения лекарствами в клинических условиях», — добавляет он.