当人类最好的朋友——狗患上癌症时,兽医通常会使用人类药物来治疗它们,因为狗和人类在生物学上有着深层次的相似性。佛罗里达大学盖恩斯维尔分校兽医学院的外科肿瘤学家Elizabeth Maxwell博士表示,这种相似性为两个物种通过比较研究互相帮助创造了机会。
Maxwell已经与The Herbert Wertheim UF Scripps生物医学创新与技术研究所的机器人药物发现小组合作,研究侵袭性皮肤癌黑色素瘤,以及一种在人类中罕见但在狗中更为常见的骨癌——骨肉瘤。
Maxwell表示:"通过比较狗和人类癌症细胞系对药物的反应,我们可以确定对两个物种都有益的共同治疗策略。"
Maxwell的提案是The Wertheim UF Scripps研究所与UF Health癌症研究所合作开展的癌症高通量筛选药物发现计划中入选的18个项目之一。该项目共享佛罗里达大学提供的34万美元资助,UF科学家正与The Wertheim UF Scripps研究所的专家联手攻克癌症的生物学谜题,寻找多种癌症类型的潜在药物线索。正在进行的项目针对病毒引起的癌症,以及白血病、乳腺癌、肺癌、皮肤癌、骨癌、头颈癌、结直肠癌等。
UF Health癌症研究所基础科学副主任Rolf Renne博士表示,该计划使癌症研究人员能够使用独特的世界级小分子筛选设施。小分子具有类似药物的特性,使其可能成为有用的药物。
他表示:"我迫不及待想了解该计划未来对癌症治疗的潜在影响。"
研究所位于佛罗里达州朱庇特镇(Jupiter)的机器人小组工作环境令人兴奋。工程师们将从超过65万个化合物中选出的托盘放入6英尺高的旋转架中。这些化合物来源于美国国家癌症研究所的专业肿瘤学收藏、药物再利用集合、天然产物和中药收藏、抗寄生虫药物、抗病毒药物、抗生素以及神经科学相关收藏。附近,机器手臂嗡嗡作响,将装有微型试管的托盘在给药、孵育和读取结果的站点之间移动。
机器人小组是该研究所先进药物发现能力的一部分。
参与项目的还有具有制药和生物技术行业经验的科学家。The Wertheim UF Scripps研究所机器人高通量分子筛选中心联合主任Timothy Spicer博士表示,凭借如此多的专业知识和技术,癌症高通量筛选药物发现计划为科学家提供了一个非凡的机会,既能发现新的疾病生物学机制,又能找到潜在的治疗方法。
Spicer表示,2026年,UF为该中心增加了一套最先进的机器人和检测技术。这些技术使系统能够同时追踪多个指标,包括荧光、蛋白质位置和细胞形状。
该系统每天可筛选多达100万个孔。Spicer与中心高级联合主任Louis Scampavia博士及其团队帮助研究人员为此环境调整实验。与Maxwell合作时,团队选择了一种基于三维球体的测试系统,使用来自深受喜爱的犬类患者的肿瘤细胞以及人类癌症细胞系。研究人员将细胞培养在珠子周围生长,以模拟肿瘤结构。发光作为读数指标:如果标记的癌细胞在化合物孵育后发光,表明它们仍然存活,化合物无效;黑暗的孔则表明成功。
Maxwell表示:"Scripps的团队合作非常出色,在帮助我们在极短时间内执行项目方面反应迅速、乐于助人且具有协作精神。"
Maxwell还表示:"我们在狗和人类模型中发现了重叠和不同的药物敏感性。在骨肉瘤方面,13种化合物在所有物种模型中都有效,而黑色素瘤模型则显示有19种重叠的有效化合物。"
Spicer表示,这种规模的研究如果用人手和移液管操作可能需要数年时间才能完成。他表示,这种药物发现能力使UF Health癌症研究所在癌症中心中独树一帜。
Spicer说:"在全国73个由国家癌症研究所(NCI)指定的癌症中心中,我相信我们是唯一拥有这项技术的中心。"
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