Het immuunsysteem bestaat uit een grote verscheidenheid aan celtypen die verschillende taken vervullen bij het bewaken van weefselhomeostase om te beschermen tegen pathogenen en om beschadigde cellen te verwijderen. Om ervoor te zorgen dat de soepele, gecontroleerde functie van dit zeer complexe systeem, immuuncellen gebruiken een breed scala aan biochemische signaalroutes die worden geactiveerd door oplosbare eiwitten of directe cel-celcontacten. Die routes zijn ook het doelwit van moderne medicijnen, bijvoorbeeld, kanker immunotherapeutische middelen, die de immuunrespons sturen tegen specifieke structuren of celtypes.

De zoektocht naar nieuwe medicijnen die het immuunsysteem op een gewenste manier beïnvloeden, is een uitdaging. Immuunsignalering, vaak een combinatie van communicatie via oplosbare eiwitten en directe interactie door cel-celcontacten, is subtiel en moeilijk te volgen in al zijn nuances. Tot dusver, er was een gebrek aan snelle en robuuste technologie om het effect van een potentieel immunomodulerend medicijn te meten, met name in een cel-celcontact-dimensie.

Door state-of-the-art high-throughput fluorescentiemicroscopie te combineren met single-cell beeldanalyse en nieuwe analyse-algoritmen, Farmacoscopie biedt een krachtige oplossing. Ontwikkeld door een groep wetenschappers van het CeMM Research Center for Molecular Medicine van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen onder leiding van directeur Giulio Superti-Furga en getest in samenwerking met de Medische Universiteit van Wenen, Farmacoscopie kan de algehele ruimtelijke patronen en directe interacties van immuuncellen in bloed met ongekende snelheid en nauwkeurigheid kwantificeren. De methode is geïntroduceerd in Natuur Chemische Biologie .

Een combinatie van eencellige resolutie en volledig geautomatiseerde platformbesturing, Farmacoscopie kan grote geneesmiddelenbibliotheken testen, zoals het Platform Austria for Chemical Biology (PLACEBO) van Stefan Kubicek op verbindingen met immunomodulerend potentieel. "We ontdekten dat 10 procent van alle geteste goedgekeurde medicijnen het immuunsysteem op de een of andere manier beïnvloedt - waarvan veel niet bekend was, " zegt Gregory Vladimer, een van de auteurs van het onderzoek.

Met deze methode, de wetenschappers identificeerden Crizotinib, een door de FDA goedgekeurd medicijn voor niet-kleincellige longkanker, een voorheen onbekend immunomodulerend potentieel hebben:"Met farmacoscopie, we kunnen volgen hoe crizotinib cytotoxische T-cellen in staat stelt kankercellen aan te vallen, " legt Berend Snijder uit, de andere co-eerste auteur. "De verbinding induceert de opregulatie van MHC op het oppervlak van kankercellen, een eiwitcomplex dat wordt herkend door T-cellen."

"Dit is 's werelds eerste methode om de modulatie van het immuunsysteem met hoge resolutie en hoge doorvoer te volgen, " zegt Giulio Superti-Furga, senior auteur van de studie en wetenschappelijk directeur van CeMM. "Farmacoscopie is niet alleen een nieuw en krachtig hulpmiddel voor het ontdekken van geneesmiddelen, het kan ook worden geïmplementeerd in fundamenteel onderzoek door de effecten van signaalmoleculen op het immuunsysteem te visualiseren. Farmacoscopie moet worden toegepast om individuele patiëntmonsters te testen op hun respons op verschillende medicijnen - een mijlpaal voor de ontwikkeling van een gepersonaliseerd precisiemedicijn."