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Modèles cellulaires 3D

Étudiez une biologie 3D complexe en utilisant des méthodes avancées
dans les technologies d’imagerie
et d’analyse cellulaires.

Imagerie et analyse cellulaires pour les tests et les applications de culture cellulaire 3D

Le développement de tests cellulaires plus complexes, biologiquement pertinents et prédictifs pour le criblage de composés est l'un des défis majeurs des processus de découverte des médicaments. L’intégration des modèles de test tridimensionnels (3D) est de plus en plus fréquente pour la conduite de la biologie translationnelle. Les modèles cellulaires hautement complexes sont de plus en plus populaires car ils imitent mieux les environnements in vivo et les réponses au traitement médicamenteux. Plus spécifiquement, les cultures cellulaires 3D présentent l’avantage de reproduire fidèlement certains aspects des tissus humains, notamment l’architecture, l’organisation cellulaire, les interactions cellule-cellule et cellule-matrice et les caractéristiques de diffusion les plus pertinentes sur le plan physiologique. L’utilisation des tests cellulaires 3D ajoute de la valeur aux recherches et aux campagnes de criblage, comblant l’écart translationnel entre les cultures cellulaires 2D et les modèles animaux complets. En reproduisant des paramètres importants de l’environnement in vivo, les modèles 3D peuvent fournir un aperçu unique du comportement des cellules souches et du développement des tissus in vitro.

flux de travail d’imagerie et d’analyse cellulaires 3D

Bien que que le développement de tests quantitatifs utilisant des cultures cellulaires 3D est devenu un outil de recherche attractif pour comprendre la biologie complexe, les défis que représentent les séquences de travail d'acquisition et d'analyse d'images de cellules en 3D ont freiné l'adoption de ces tests par la communauté. Les outils haut débit et haut contenu destinés à la microscopie offrent des techniques innovantes et automatisées pour l’évaluation de cette biologie complexe. Une fois la culture cellulaire 3D effectuée ou transférée sur une microplaque d’imagerie, les cellules peuvent être traitées avec des composés et colorées avec le marqueur sélectionné. Pour l’acquisition, les systèmes d’imagerie automatisée ImageXpress et notre logiciel d’imagerie et d’analyse cellulaires permettent de cribler et d’analyser ces modèles avec une seule interface intégrée afin de réduire significativement le délai jusqu’à la découverte.
 

Étapes utilisées pour un test de culture cellulaire 3D habituel :

 

Techniques d’imagerie et d’analyse cellulaires 3D

Notre technologie d’imagerie continue d'évoluer pour faciliter la mise en œuvre de modèles plus pertinents d'un point de vue physiologique. Découvrez comment notre technologie peut vous aider à améliorer vos cultures cellulaires 3D, depuis les tests à petite échelle jusqu'au criblage haut débit.

 

Solution pour l’acquisition 3D

 

Acquérir des images pour les tests 3D

Récemment, il y a eu d’importantes avancées dans le domaine de la microscopie et de l’imagerie automatisées. Elles ont fourni des mesures pertinentes d’un point de vue physiologique, et davantage prédictives, aux applications concernant la toxicité environnementale et la découverte de médicaments. La mise en application de modèles 3D et de tests plus complexes requiert une résolution élevée pour capturer des données et des images dignes d’être publiées.

L’imagerie confocale fournit un rapport signal/bruit élevé en réduisant la lumière floue. Vous obtenez des images plus nettes avec davantage de détails cellulaires, même lorsque l’échantillon est épais. Regardez la vidéo pour découvrir les techniques haut débit et l’acquisition des images en 3D en utilisant le système ImageXpress Micro Confocal.

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Solution pour des images 3D

 

Analyse d’images pour les applications 3D

Il existe différents types d’ensembles d’images pouvant être générés, et ce, même si l’échantillon est en 3D. Un plan unique peut être suffisant ou plusieurs plans peuvent être acquis. Lorsque plusieurs plans sont acquis, il est utile de pouvoir les analyser individuellement ou de les analyser après les avoir combinés en une projection 2D unique. Enfin, l’analyse de l’intégralité de l’image 3D peut être l’objectif de l’expérience. Regardez la vidéo pour en savoir plus sur les techniques d’analyse d’images à partir de plusieurs plans Z comme volume 3D en utilisant le logiciel MetaXpress.

Regarder la vidéo    

 

Avantages des modèles cellulaires 3D

Le principal avantage des modèles cellulaires tridimensionnels (3D) inclut la représentation fidèle des micro-environnements tissulaires physiologiquement cohérents, les interactions cellule/cellule et les processus biologiques qui se déroulent in vivo. Vous pouvez à présent générer des données davantage prédictives en intégrant des technologies de systèmes d’imagerie haut contenu (IHC) et des imageurs cellulaires comme le système ImageXpress. En intégrant un logiciel d’analyse et d’acquisition d’imagerie haut contenu comme le logiciel MetaXpress® au module d’analyse 3D, il peut être utilisé pour d’autres analyses, visualisations et évaluations de structures 3D. Cette interface unique vous permet de faire face aux difficultés de l’acquisition et de l’analyse 3D sans pour autant compromettre le débit ou la qualité des données, pour une confiance totale dans vos résultats.

 

En savoir plus sur les tests et les applications des modèles cellulaires 3D :

flux de travail d’imagerie et d’analyse cellulaires 3D

Le flux de travail d’un protocole de culture cellulaire 3D dépend du type de modèle cellulaire mis en culture. Le flux de travail d’analyse et d’imagerie cellulaires 3D illustré ici est un exemple général de sphéroïdes 3D dans une microplaque à fond arrondi ou à fond plat de 96 ou 384 puits. Chaque étape décompose le processus de la culture cellulaire à l’analyse d’images et met en avant les instruments et outils nécessaires pour exécuter le protocole de culture cellulaire, notamment un système d’imagerie haut contenu automatisé et un logiciel d’imagerie et d’analyse cellulaires.

 

Flux de travail d’imagerie et d’analyse cellulaires 3D
 
Mise en culture de sphéroïdes

MISE EN CULTURE DE SPHÉROÏDES

La cellule 3D peut être mise en culture directement dans une plaque à fond arrondi et fixation ultra-faible afin de développer la forme sphérique habituelle d’un sphéroïde. Les cellules peuvent également être cultivées dans d’autres appareils de laboratoire comme une boîte de Petri, un flacon ou toute autre microplaque avant d’être transférées dans une microplaque d’imagerie.

Plaques à 96 ou 384 puits

Plaques à 96 ou 384 puits

La plupart des cultures cellulaires 3D pour le criblage à haut débit et haut contenu sont exécutées avec des microplaques à 96 ou 384 puits. Les microplaques à fond arrondi/en forme de U et à fixation ultra-faible permettent à la forme sphérique de former des sphéroïdes. Sinon, des sphéroïdes peuvent également être mis en culture dans une microplaque à fond plat en utilisant des hydrogels pour simuler des matrices extra-cellulaires (MEC). Les protocoles optimisés de culture cellulaire de sphéroïdes pour le système d’imagerie à haut contenu ImageXpress® Micro Confocal peuvent utiliser des plaques en forme de U et à fixation ultra-faible de 96 ou 384 puits avec un procédure de coloration en une étape permettant de réduire la durée du test et de minimiser la variabilité.

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Spectres
Traitement avec des composés

TRAITEMENT AVEC DES COMPOSÉS

Après la formation de sphéroïdes, des composés sont ajoutés dans les puits, puis incubés pendant un ou plusieurs jours, selon le mécanisme étudié. En général, les durées plus courtes sont utilisées pour étudier l’apoptose et les durées plus longues pour les études de cytotoxicité à paramètres multiples. Pour les traitements médicamenteux nécessitant une durée plus longue, les composés sont régulièrement renouvelés pendant l’incubation. La concentration des composés et la durée d’incubation dépendent du protocole souhaité.

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Coloration pour les marqueurs

COLORATION POUR LES MARQUEURS

Une fois le traitement avec des composés terminé, des colorants sont directement ajoutés au milieu. Il est possible d’utiliser des colorants ne nécessitant aucun lavage afin de ne pas perturber les sphéroïdes, mais, si nécessaire, ces derniers peuvent être minutieusement lavés même lorsque l’automatisation est utilisée.

Plaques à 96 ou 384 puits

Kits d'essai

Kits de test robustes et faciles à utiliser pour les recherches en sciences de la vie, la découverte et le développement de médicaments et les tests biologiques. Nos kits de test sont optimisés pour une utilisation sur nos instruments. Criblez davantage de composés plus tôt dans le processus de découverte de médicaments et permettez la caractérisation d’un profil complet concentration-réponse des composés analysés pour la viabilité cellulaire, la prolifération cellulaire, l’axiogenèse et bien plus encore.

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Système d’imagerie

Système d'imagerie à haut contenu

Le système ImageXpress Micro Confocal est une solution d’imagerie confocale unique permettant de générer les images de plus d’un million de puits par semaine Le logiciel MetaXpress permet l’acquisition de Z Stack 3D. Les images à plan Z peuvent être enregistrées individuellement ou réduites en images à projection 2D unique en utilisant un algorithme mathématique.

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Acquisition d’une image cellulaire 3D

ACQUISITION D’UNE IMAGE CELLULAIRE 3D

Dans le corps du sphéroïde, les images peuvent être capturées de façon individuelle ou sous forme de Z Stack (plusieurs images prises à différentes profondeurs) en utilisant des équipements d’imagerie spécialisés.

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Analyser

ANALYSE D’UNE IMAGE CELLULAIRE 3D

Utilisez un logiciel d’analyse d’imagerie cellulaire pour réaliser une analyse quantitative des images cellulaires afin d’évaluer et de surveiller la façon dont les cellules s’expriment par rapport à différents marqueurs et afin de quantifier les résultats biologiques.

Logiciel d’imagerie haut contenu

Logiciel d’imagerie haut contenu

Le logiciel d’acquisition et d’analyse d’image haut contenu MetaXpress est un outil d’analyse multiniveau pour un grand nombre d’applications 2D et 3D optimisé pour le système ImageXpress Micro Confocal. Les modules d’application d’acquisition et d’analyse intégrés pour les modèles cellulaires 3D simplifient la quantification haut débit de structures 3D avec des mesures de volume, d’intensité et de distance.

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Ressources pour les cellules 3D

Vidéos et démos

Acquisition 3D à l’aide de l’imagerie à haut contenu

Solutions pour l’acquisition 3D haut débit à l’aide de l’imagerie haut contenu

Solutions pour l’analyse à haut contenu d’images 3D

Solutions pour l’analyse à haut contenu d’images 3D

Masque actine de poisson-zèbre

Masque d'actine de poisson-zèbre avec masque de vaisseau FITC

Image miniature d'angiogenèse

Recherche sur l’angiogenèse : Les systèmes d’imagerie à haut contenu permettent de débloquer le plein potentiel des modèles tissulaires 3D

Modèles tissulaires physiologiquement pertinents utilisant une plateforme « organes sur puce » à haut débit

Modèles tissulaires physiologiquement pertinents utilisant une plateforme « organes sur puce » à haut débit

Produits et services connexes

Nos systèmes d’imagerie automatisée ImageXpress constituent la parfaite combinaison de vitesse, sensibilité et souplesse dans une solution clé en main pour vos applications 2D ou 3D. De plus, ils peuvent s'adapter à différents formats de lames ou de plaques. Nos systèmes d’imagerie ImageXpress permettent une meilleure visualisation des échantillons épais en réduisant la fluorescence de fond et en augmentant la netteté, pour une segmentation précise de l’image. Augmentez la pertinence biologique de vos tests de criblage avec l’intégration optimisée de l’acquisition et l’analyse des cellules dans un espace 3D pour l’obtention des mesures de volume, d’intensité et de distance.