Despite decades of effort, the sensitivity of patient tumors to individual drugs is often not predictable on the basis of molecular markers alone. Therefore, unbiased, high-throughput approaches to match patient tumors to effective drugs, without requiring a priori molecular hypotheses, are critically needed. Here, we improved upon a method that we previously reported and developed called high-throughput dynamic BH3 profiling (HT-DBP). HT-DBP is a microscopy-based, single-cell resolution assay that enables chemical screens of hundreds to thousands of candidate drugs on freshly isolated tumor cells. The method identifies chemical inducers of mitochondrial apoptotic signaling, a mechanism of cell death. HT-DBP requires only 24 hours of ex vivo culture, which enables a more immediate study of fresh primary tumor cells and minimizes adaptive changes that occur with prolonged ex vivo culture. Effective compounds identified by HT-DBP induced tumor regression in genetically engineered and patient-derived xenograft (PDX) models of breast cancer. We additionally found that chemical vulnerabilities changed as cancer cells expanded ex vivo. Furthermore, using PDX models of colon cancer and resected tumors from colon cancer patients, our data demonstrated that HT-DBP could be used to generate personalized pharmacotypes. Thus, HT-DBP appears to be an ex vivo functional method with sufficient scale to simultaneously function as a companion diagnostic, therapeutic personalization, and discovery tool.

尽管进行了数十年的努力，但仅根据分子标记物通常无法预测患者肿瘤对个别药物的敏感性。因此，迫切需要无偏见、高通量的方法来将患者肿瘤与有效药物相匹配，而无需先验的分子假设。在这里，我们改进了我们之前报告和开发的称为高通量动态 BH3 分析 (HT-DBP) 的方法。HT-DBP 是一种基于显微镜的单细胞分辨率测定，可以对新鲜分离的肿瘤细胞进行数百至数千种候选药物的化学筛选。该方法鉴定了线粒体凋亡信号传导的化学诱导剂，这是一种细胞死亡机制。HT-DBP 只需要 24 小时的离体培养，这可以更直接地研究新鲜的原发肿瘤细胞，并最大限度地减少长期离体培养发生的适应性变化。HT-DBP 鉴定的有效化合物在乳腺癌的基因工程和患者来源的异种移植 (PDX) 模型中诱导肿瘤消退。我们还发现，随着癌细胞在体外扩增，化学脆弱性发生了变化。此外，使用结肠癌的 PDX 模型和结肠癌患者切除的肿瘤，我们的数据表明 HT-DBP 可用于生成个性化的药物类型。因此，HT-DBP 似乎是一种离体功能方法，具有足够的规模，可以同时用作伴随诊断、治疗个性化和发现工具。HT-DBP 鉴定的有效化合物在乳腺癌的基因工程和患者来源的异种移植 (PDX) 模型中诱导肿瘤消退。我们还发现，随着癌细胞在体外扩增，化学脆弱性发生了变化。此外，使用结肠癌的 PDX 模型和结肠癌患者切除的肿瘤，我们的数据表明 HT-DBP 可用于生成个性化的药物类型。因此，HT-DBP 似乎是一种离体功能方法，具有足够的规模，可同时用作伴随诊断、治疗个性化和发现工具。HT-DBP 鉴定的有效化合物在乳腺癌的基因工程和患者来源的异种移植 (PDX) 模型中诱导肿瘤消退。我们还发现，随着癌细胞在体外扩增，化学脆弱性发生了变化。此外，使用结肠癌的 PDX 模型和结肠癌患者切除的肿瘤，我们的数据表明 HT-DBP 可用于生成个性化的药物类型。因此，HT-DBP 似乎是一种离体功能方法，具有足够的规模，可同时用作伴随诊断、治疗个性化和发现工具。使用结肠癌的 PDX 模型和结肠癌患者切除的肿瘤，我们的数据表明 HT-DBP 可用于生成个性化的药物类型。因此，HT-DBP 似乎是一种离体功能方法，具有足够的规模，可同时用作伴随诊断、治疗个性化和发现工具。使用结肠癌的 PDX 模型和结肠癌患者切除的肿瘤，我们的数据表明 HT-DBP 可用于生成个性化的药物类型。因此，HT-DBP 似乎是一种离体功能方法，具有足够的规模，可同时用作伴随诊断、治疗个性化和发现工具。