宾夕法尼亚州立大学工程研究人员与马萨诸塞大学的研究人员合作，最近从国家癌症研究所获得了为期 5 年、250 万美元的赠款，用于构建、建模和故障测试可定制的双开关基因驱动器，该驱动器可以转换癌细胞变成“特洛伊木马”，以杀死其他已经产生耐药性的癌细胞。

“如果这听起来很疯狂，那是因为它是，”Justin Pritchard、Dorothy Foehr Huck 和 J. Lloyd Huck 早期职业创业助理教授和宾夕法尼亚州立大学生物医学工程助理教授说，他领导了这项研究。“这是一项高风险、高回报的研究。我们计划设计能够杀死邻近耐药癌细胞的自毁癌细胞。”

共同研究员、马萨诸塞大学医学院系统生物学副教授Michael Lee将贡献对实验系统中细胞死亡的测量，这将使Pritchard 实验室能够在人类癌细胞系中建立数学模型和实验。这将创造一个“基因驱动”开关，以限制对现有癌症疗法的抵抗力。

开关设计仅适用于某些癌症亚群，特别是具有 EGFR 基因突变的非小细胞肺癌细胞，针对癌细胞中突变蛋白质的药物已经上市。

“我们正在采取谨慎的设计和测试方法，”普里查德说。“我们将专门寻找开关内的故障，并分析我们发现的情况，就像土木工程师在事后分析建筑物或桥梁故障时一样。失败帮助我们了解我们对癌症治疗的想法在哪里不完整，以及我们可以做些什么来解决它们并增加我们的知识。”

在对癌细胞系进行初步测试后，研究人员将测试由马萨诸塞大学医学院提供的人类类器官的双开关基因驱动，这些类器官是患者衍生的癌细胞，更接近于真实的肿瘤。

共同研究员、马萨诸塞大学阿默斯特分校 Armstrong 专业发展教授和组织工程专家Shelly Peyton将领导微环境的设计，以确定基因治疗在不同条件下的功能。Peyton 的团队将研究某些开关或参数是如何失效的，或者为什么它们在某些环境中运行良好但在其他环境中运行良好。

“这里的研究正试图迎接癌症治疗的挑战并将其彻底颠覆，”生物医学工程专业的五年级博士生 Scott Leighow 说，他收集了对获得资助至关重要的初步数据。“如果我们能做到这一点，我们将有一种治疗方法可以比我们目前的治疗方法更好地处理耐药性癌症。”

Leighow 说，如果这项研究成功，研究人员将在动物模型上测试他们的治疗方法，以显示概念验证。在遥远的未来，该技术有可能提供一种细胞基因疗法，可以帮助不适合手术的癌症患者。

该赠款是 NCI 创建的一个新联盟的一部分，该联盟旨在促进癌症应用合成生物学的合作方法。