Dans cette interview, NewsMedical s’entretient avec Chao Ma, Ph.D., professeur assistant de recherche à la Tandon School of Engineering de l’Université de New York. Nous avons parlé pour la première fois au SLAS 2022 avec le Dr. Maman a parlé ; Cette conversation explorera comment cette recherche importante s’est développée et où elle se dirige.
Avant sa présentation au SLAS 2024, le Dr. Ma donne un aperçu de sa technologie innovante « leucémie sur puce », de son impact sur la thérapie cellulaire CAR-T et de l’avenir de la médecine personnalisée dans le traitement de la leucémie.
Veuillez d’abord vous présenter et décrire votre carrière à ce jour. En particulier, veuillez nous donner un aperçu des recherches en cours que vous présentez au SLAS 2024.
Merci de nous avoir invités à nouveau pour discuter de nos récentes avancées en matière de leucémie sur puce pour la modélisation et le dépistage de la thérapie cellulaire CAR T. Je m’appelle Chao Ma. Je suis actuellement professeur assistant de recherche au Département de génie mécanique et aérospatial de la Tandon School of Engineering de l’Université de New York.
CD19 CAR adoptif (chimère antigène Le transfert de lymphocytes T du récepteur est apparu comme une thérapie efficace et approuvée par la FDA pour les lymphocytes B leucémie lymphoïde aiguë (BALLE). Cependant, le taux de rechute élevé de 30 à 60 % du traitement par cellules CAR-T reste un problème majeur. La capacité d’évaluer de manière préclinique la fonctionnalité des cellules CAR T et d’analyser les mécanismes de rechute de l’immunothérapie par cellules CAR T sera d’une grande importance mais constitue un défi dans les modèles animaux actuels.
Pour combler l’écart entre les tests sur les animaux et la mise en œuvre clinique, nous avons créé une « leucémie sur puce » organotypique immunocompétente basée sur la microfluidique 3D pour fournir des résultats pertinents pour l’homme à partir de l’administration clinique d’immunothérapie par cellules CAR T, ce que j’ai exposé. à livrer sera présenté au SLAS 2024.
Cette plateforme préclinique unique permet un nouveau paradigme d’exécution d’essais cliniques et fournit une évaluation précise, fiable et multidimensionnelle de la thérapie cellulaire CAR-T, qui peut être facilement étendue à l’évaluation de nombreuses autres immunothérapies pour les cancers du sang autres que les tumeurs solides et plus encore. au-delà.
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Dr. Maman, depuis le nôtre entretien précédent Pouvez-vous souligner les avancées les plus significatives de votre technologie de leucémie sur puce il y a deux ans ?
Je dirais qu’il faut étendre l’application de la technologie de la leucémie sur puce de la chimiothérapie conventionnelle à de nouvelles thérapies, en particulier l’immunothérapie par cellules CAR T.
Comment les développements de vos recherches au cours des deux dernières années ont-ils eu un impact sur la compréhension des mécanismes de rechute de l’immunothérapie par cellules CAR T ?
Nous avons réalisé que nous pouvions modéliser différents résultats cliniques des thérapies cellulaires CAR-T sur puce. De plus, nous avons constaté que la mobilisation du système immunitaire lors de l’activation des cellules CAR-T peut favoriser la réponse des cellules CAR-T sur puce.
À la lumière de vos découvertes récentes, quels sont les défis actuels dans la modélisation de la résistance et des rechutes à la leucémie sur la leucémie sur puce ?
Je dirais que le premier défi est de créer une culture à long terme qui permette l’étude chronologique de la RCA. Cellules T. Deuxièmement, notre système est actuellement construit à l’aide de cellules primaires et de lignées cellulaires commerciales. Par conséquent, nous avons besoin d’un échantillon provenant d’une large cohorte de patients pour représenter l’hétérogénéité des patients et permettre la précision d’une thérapie personnalisée.
Enfin, la modélisation de la résistance acquise à la thérapie par cellules CAR T sur puce reste un défi majeur. Cela nécessite à la fois un développement technique innovant et une compréhension approfondie de la pathobiologie de la leucémie et de l’immunologie des lymphocytes T.
Pouvez-vous discuter des nouvelles connaissances acquises par votre équipe concernant les changements moléculaires et cellulaires au cours de divers résultats cliniques de la thérapie cellulaire CAR-T ?
Comme nous l’avons évoqué à la question 3, nos études ont modélisé différents résultats cliniques des thérapies cellulaires CAR-T sur puce. Une application que nous avons identifiée sur la puce est que l’incorporation d’IL-18 dans la conception du CAR peut améliorer la fonction des cellules CAR-T, ce qui peut améliorer les résultats pour les patients dont les produits CAR-T -Cell actuels présentent des hypofonctions.
De plus, la mobilisation du système immunitaire lors de l’activation des cellules CAR-T peut favoriser la réponse des cellules CAR-T sur puce.
Comment la puce de bio-ingénierie pour la leucémie a-t-elle évolué en termes de capacité à modéliser et à évaluer d’autres immunothérapies pour divers cancers du sang et tumeurs solides ?
Nous appliquons cette technologie pour analyser la thérapie cellulaire CAR T dans la leucémie myéloïde aiguë (LAM) en laboratoire et d’autres études de thérapie cellulaire CAR T dans les tumeurs solides telles que l’adénocarcinome canalaire pancréatique. Nous espérons partager bientôt nos progrès avec la communauté SLAS, alors gardez l’œil ouvert.
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Comment l’intégration de technologies telles que le séquençage d’ARNm unicellulaire a-t-elle amélioré les performances et la précision de votre système de leucémie sur puce depuis notre dernière conversation ?
Oui définitivement. Nous avons pu appliquer scRNA-seq pour valider les similitudes cellulaires de notre niche de moelle osseuse issue de la bio-ingénierie avec son homologue in vivo. De plus, nous avons pu cartographier les changements moléculaires liés à l’activation des cellules CAR-T et à celle des cellules de niche.
En regardant ces deux dernières années, quels ont été les résultats les plus inattendus ou surprenants de vos recherches sur la leucémie sur puce ?
Nous avons constaté que l’intégration du réseau vasculaire et de l’environnement immunitaire dans le système de leucémie sur puce permet la construction d’un système in vitro fiable pouvant permettre des tests systématiques de la thérapie cellulaire CAR-T délivrée par l’extravasation de cellules T pour la détection de la leucémie. à la détection de la leucémie. Activation immunitaire, cytotoxicité et destruction dues aux interactions réciproques avec le microenvironnement de la moelle osseuse.
Comment imaginez-vous le rôle des systèmes de laboratoire sur puce et d’organe sur puce dans l’avenir de la médecine personnalisée, notamment dans le contexte de l’immunothérapie ?
Les patients ne peuvent suivre qu’un seul type de traitement à la fois. Supposons que nous puissions intégrer des échantillons de patients dans notre plateforme pour développer des modèles de puces d’organes spécifiques aux patients. Dans ce cas, nous pouvons étudier plusieurs traitements en parallèle pour déterminer l’immunothérapie optimale pour des patients spécifiques.
Nous travaillons avec des cliniciens pour tester cette technique en utilisant des échantillons de patients issus d’essais cliniques. Nous espérons fournir des systèmes in vitro spécifiques au patient qui mettent en œuvre le concept dit « d’essai clinique sur puce ».
Enfin, comment pensez-vous que votre travail contribuera aux efforts de la communauté scientifique et médicale au sens large pour lutter contre la leucémie et améliorer les résultats pour les patients ?
Nous pensons que nos progrès en recherche combleront non seulement le fossé technique en matière de modélisation des maladies humaines et de dépistage thérapeutique avec des outils biotechnologiques pour les modèles de tissus organotypiques in vitro, mais également le déficit de connaissances grâce à une compréhension plus approfondie des mécanismes de résistance et de rechute des cellules CAR-T. la thérapie se terminera.
Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations ?
À propos de Chao Ma, Ph.D.
Chao Ma, Ph.D. est actuellement chercheur à la Tandon School of Engineering de l’Université de New York. Ses recherches actuelles portent principalement sur le développement d’une plateforme de leucémie sur puce pour comprendre la résistance à la chimiothérapie et à l’immunothérapie par cellules CAR T. Dr. Ma a obtenu son baccalauréat en biotechnologie en 2013 et son doctorat. en biotechnologie animale (ingénierie cellulaire) en 2017, tous deux de la Northwest A&F University.
Pendant cette période, il a développé des stratégies de micro-ingénierie pour concevoir des tissus hépatiques in vitro pour l’analyse de la toxicité métabolique des médicaments et l’ingénierie tissulaire ascendante du foie. Ma a reçu des prix nationaux et internationaux, tels que la bourse nationale d’encouragement du Collège d’innovation et d’expérimentation de la NWAFU (2021), la bourse nationale pour les étudiants diplômés du ministère de l’Éducation de Chine (2016) et le prix exceptionnel. Prix des diplômés du Collège de médecine vétérinaire, NWAFU (2017), bourse de recherche postdoctorale Irvington du Cancer Research Institute (2021), bourse de voyage pour la conférence DMM de la Company of Biologists (2021), bourse de voyage pour chercheur postdoctoral du BMES-CMBE (2022) et Prix académique Tony B .SLAS (2022).
Dr. Ma est devenu un expert dans le domaine des organes microfluidiques sur puce et a reçu des invitations à présenter ses découvertes lors de conférences locales, nationales et internationales (WPC, BMES, ASME, CMBE et SLAS). Dr. Ma est également co-inventeur de deux brevets couvrant des méthodes d’ingénierie pour la modélisation des tissus et des tumeurs pour les thérapies avancées et est l’auteur de nombreuses publications évaluées par des pairs.
Les objectifs primordiaux de recherche du Dr. Ma consiste à développer et à exploiter une approche multidisciplinaire combinant l’ingénierie avec la biologie et la médecine pour l’ingénierie tissulaire, la modélisation des maladies et le dépistage thérapeutique, dans le but d’avoir un impact positif sur la santé et le bien-être humains.