Dans cette interview, NewsMedical s’entretient avec Chao Ma, Ph.D., professeur adjoint de recherche à la Tandon School of Engineering de l’Université de New York. Nous avons parlé pour la première fois au Dr Ma au SLAS 2022 ; cette conversation vise à examiner comment cette recherche importante a évolué et où elle se dirige.
Avant sa présentation au SLAS 2024, le Dr Ma partage son point de vue sur sa technologie innovante « Leucémie sur puce », son impact sur la thérapie cellulaire CAR T et l’avenir de la médecine personnalisée dans le traitement de la leucémie.
Tout d’abord, veuillez vous présenter et décrire votre carrière à ce jour. Plus précisément, veuillez nous fournir un aperçu des recherches en cours que vous présentez au SLAS 2024.
Merci de m’avoir invité à nouveau pour discuter de nos récents progrès en matière de « leucémie sur puce » pour la modélisation et le dépistage de la thérapie cellulaire CAR T. Je m’appelle Chao Ma. Actuellement, je suis professeur assistant de recherche au Département de génie mécanique et aérospatial de la Tandon School of Engineering de l’Université de New York.
Le transfert adoptif de lymphocytes T CD19 CAR (Chimeric Antigen Receptor) est devenu un traitement efficace approuvé par la FDA pour la leucémie lymphoblastique aiguë à cellules B (B-ALL). Cependant, un taux de rechute élevé de 30 à 60 % avec la thérapie cellulaire CAR-T reste un problème majeur. La capacité d’évaluer précliniquement la fonctionnalité des cellules CAR-T et de disséquer les mécanismes de rechute de l’immunothérapie par cellules CAR-T sera d’une grande importance mais constitue un défi avec les modèles animaux actuels.
Pour combler le fossé entre les études animales et la traduction clinique, nous avons établi ici une «leucémie sur puce» organotypique immunocompétente basée sur la microfluidique 3D pour fournir des résultats humains pertinents de l’immunothérapie par cellules CAR T avant l’administration clinique, ce que j’ai sera présenté au SLAS 2024.
Cette plate-forme préclinique unique permet un nouveau paradigme d’essai clinique, fournissant une évaluation précise, fiable et multidimensionnelle de la thérapie cellulaire CAR T, qui peut également être facilement étendue pour évaluer de nombreuses autres immunothérapies pour différents cancers du sang. comme tumeurs solides et au-delà.
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Dr Ma, depuis notre entretien précédent il y a deux ans, pouvez-vous souligner les avancées les plus significatives de votre technologie de leucémie sur puce ?
Je dirais d’étendre l’application de la technologie de la leucémie sur puce de la chimiothérapie conventionnelle à de nouvelles thérapies, en particulier dans l’immunothérapie des 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 réussi à 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 la puce.
Dans le contexte de vos récentes découvertes, quels sont les défis actuels dans la modélisation de la résistance et des rechutes à la leucémie sur la leucémie sur puce ?
Le premier défi, je dirais, est de réaliser une culture à long terme permettant l’étude chronologique des cellules CAR T. Deuxièmement, notre système est actuellement construit avec des cellules primaires et des lignées cellulaires commerciales. Ainsi, nous aurons 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 cellulaire CAR T sur puce reste assez difficile. 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 que votre équipe a découvertes concernant les changements moléculaires et cellulaires au cours de différents 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 réalisée sur 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 des patients dont les produits cellulaires CAR T actuels possèdent 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 la 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 (LMA) 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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Depuis notre dernière conversation, comment l’intégration de technologies telles que le séquençage d’ARNm unicellulaire a-t-elle amélioré les capacités et la précision de votre système de leucémie sur puce ?
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 pourrions cartographier les changements moléculaires de l’activation des cellules CAR T et ceux des cellules de niche.
En réfléchissant au cours des deux dernières années, quelles ont été les découvertes les plus inattendues ou surprenantes de votre recherche utilisant la leucémie sur puce ?
Nous avons constaté que l’incorporation du réseau vasculaire et de l’environnement immunitaire dans le système de leucémie sur puce permet la construction d’un système in vitro fidèle, qui peut fournir un test systématique de la thérapie cellulaire CAR T allant de l’extravasation des lymphocytes T à la reconnaissance de la leucémie, activation immunitaire, cytotoxicité et destruction en raison d’interactions réciproques avec le microenvironnement de la moelle osseuse.
Comment envisagez-vous le rôle des systèmes de laboratoire sur puce et d’organe sur puce dans l’avenir de la médecine personnalisée, en particulier dans le contexte de l’immunothérapie ?
Les patients ne peuvent suivre qu’un seul type de traitement à la fois. Supposons que nous puissions incorporer des échantillons de patients à notre plateforme pour développer des modèles de puces d’organes spécifiques aux patients. Dans ce cas, cela nous permettra de sélectionner plusieurs traitements en parallèle afin d’identifier l’immunothérapie optimale pour des patients donnés.
Nous collaborons avec des cliniciens pour tester cette technique avec 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 plus larges des communautés scientifiques et médicales pour lutter contre la leucémie et améliorer les résultats pour les patients ?
Nous pensons que nos progrès en recherche combleront non seulement le vide technique en matière de modélisation des maladies humaines et de dépistage thérapeutique avec des outils de bio-ingénierie de modèles de tissus organotypiques in vitro, mais combleront également le manque de connaissances grâce à une compréhension plus approfondie de la résistance à la thérapie cellulaire CAR T et des mécanismes de rechute.
Où les lecteurs peuvent-ils trouver plus d’informations ?
À propos de Chao Ma, Ph.D.
Chao Ma, Ph.D. est actuellement professeur assistant de recherche à la Tandon School of Engineering de l’Université de New York. Ses recherches actuelles se concentrent principalement sur l’ingénierie de la plateforme Leucémie sur puce pour comprendre la résistance à la chimiothérapie et à l’immunothérapie par cellules CAR T. Le Dr Ma a obtenu son baccalauréat en biotechnologie en 2013 et son doctorat. en biotechnologie animale (génie cellulaire) en 2017, tous deux de la Northwest A&F University.
Pendant cette période, il a développé des stratégies de micro-ingénierie pour construire des tissus hépatiques in vitro afin d’analyser la toxicité des médicaments liés au métabolisme et l’ingénierie ascendante des tissus hépatiques. Le Dr Ma a été récompensé à l’échelle nationale et internationale, notamment la bourse nationale d’encouragement du Collège d’innovation et d’expérimentation de la NWAFU (2021), la bourse nationale pour étudiants diplômés du ministère de l’Éducation de Chine (2016), le prix des diplômés exceptionnels 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), ainsi que le Tony B. Academic Award du SLAS (2022).
Le Dr Ma est devenu un expert dans le domaine des organes microfluidiques sur puce grâce à des invitations à présenter ses découvertes lors de conférences locales, nationales et internationales (WPC, BMES, ASME, CMBE et SLAS). Le Dr Ma est également co-inventeur de deux brevets impliquant des méthodes d’ingénierie pour la modélisation des tissus et des tumeurs à des fins de thérapie avancée et est l’auteur de nombreuses publications évaluées par des pairs.
Les principaux objectifs de recherche du Dr Ma sont de développer et d’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, qui vise à avoir un impact positif sur les soins de santé et le bien-être humains.
2024-01-29 16:15:00
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