A transcriptional biosensor to monitor single cancer cell therapeutic responses by bioluminescence microscopy
Notice bibliographique
Résumé
When several life-prolonging drugs are indicated for cancer treatment, predictive drug-response tumor biomarkers are essential to guide management.Most conventional biomarkers are based on bulk tissue analysis, which cannot address the complexity of single-cell heterogeneity responsible for drug resistance.Therefore, there is a need to develop alternative drug response predictive biomarker approaches that could directly interrogate single-cell and whole population cancer cell drug sensitivity.In this study, we report a novel method exploiting bioluminescence microscopy to detect single prostate cancer (PCa) cell response to androgen receptor (AR)-axis-targeted therapies (ARAT) and predict cell population sensitivity. Methods:We have generated a new adenovirus-delivered biosensor, PCA3-Cre-PSEBC-ITSTA, which combines an integrated two-step transcriptional amplification system (ITSTA) and the activities of the prostate cancer antigen 3 (PCA3) and modified prostate-specific antigen (PSEBC) gene promoters as a single output driving the firefly luciferase reporter gene.This system was tested on PCa cell lines and on primary PCa cells.Single cells, exposed or not to ARAT, were dynamically imaged by bioluminescence microscopy.A linear discriminant analysis (LDA)-based method was used to determine cell population sensitivities to ARAT.Results: We show that the PCA3-Cre-PSEBC-ITSTA biosensor is PCa-specific and can dynamically monitor single-cell AR transcriptional activity before and after ARAT by bioluminescence microscopy.After biosensor transduction and bioluminescence microscopy single-cell luminescence dynamic quantification, LDA analysis could discriminate the cell populations overall ARAT sensitivity despite heterogeneous single-cell responses.Indeed, the biosensor could detect a significant decrease in AR activity following exposure to conventional ARAT in hormone-naive primary PCa cells, while in castration-resistant PCa patients, treatment response correlated with the observed clinical ARAT resistance.Conclusion: The exploitation of bioluminescence microscopy and multi-promoter transcriptionally-regulated biosensors can aptly define the overall treatment response of patients by monitoring live single cell drug response from primary cancer tissue.This approach can be used to develop predictive biomarkers for drug response in order to help clinicians select the best drug combinations or sequences for each patient.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».