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Solutions de recherche sur le cancer

Solutions de bioanalyse pour comprendre les voies de signalisation cellulaire et les interactions cellulaires dans la recherche sur le cancer

Imagerie 3D et analyse des modèles cellulaires comme les sphéroïdes, les organoïdes et la biologie « organe sur puce » pour le criblage des agents thérapeutiques contre le cancer

Le cancer implique des changements qui permettent aux cellules de se développer et de se diviser de manière anarchique, d’envahir et de détruire les tissus adjacents, et enfin de produire des métastases dans des sites anatomiques éloignés. Les chercheurs qui étudient le cancer ont besoin d’outils leur permettant d’analyser plus facilement les interactions complexes et souvent mal comprises entre les cellules cancéreuses et leur environnement, et leur permettant d’identifier des cibles thérapeutiques.

Découvrez nos systèmes d’imagerie haut contenu et notre solution logicielle d’analyse qui facilitent la recherche sur le cancer en utilisant des modèles cellulaires 3D pertinents d’un point de vue biologique, comme les sphéroïdes, les organoïdes et les systèmes « organe sur puce » qui simulent l’environnement in vivo d’une tumeur ou d’un organe.

Imagerie séquentielle de sphéroïdes du cancer de la prostate cultivés sur plaques « Cell-able » et traités à l’aide de 100 nM du médicament anti-cancéreux paclitaxel. Les cellules ont été colorées à l’aide de caspase-3/7 (vert, marqueur d’apoptose) et d’ethidium homodimer-1 (rouge, marqueur de nécrose), puis elles ont été imagées toutes les 30 minutes pendant 72 heures.

 

Avantages de la technologie d’imagerie 3D pour les sphéroïdes cancéreux

Les sphéroïdes cancéreux imitent le comportement tumoral bien plus efficacement que les cultures cellulaires 2D standard. Ces modèles sphéroïdes 3D sont utilisés avec succès dans les environnements de criblage pour l’identification d’agents thérapeutiques potentiels contre le cancer. Ces systèmes de mise en culture peuvent être utilisés dans une analyse à paramètres multiples afin de quantifier différents résultats biologiques, ce qui accélère le développement de médicaments contre le cancer.

Principaux avantages :

  • Le développement de l’imagerie haut contenu 3D représente une étape importante pour obtenir des tests plus précis et plus pertinents
  • Les systèmes de mise en culture 3D peuvent produire rapidement des sphéroïdes de cellules cancéreuses humaines uniformes pouvant être utilisés dans un format haut débit afin d’accélérer le développement des médicaments contre le cancer
  • La recherche menée avec l’analyse d’images 3D confocales de cellules cancéreuses a permis la caractérisation à plusieurs paramètres de nombreux résultats biologiques

 

 

Flux de travail pour l’analyse des sphéroïdes cancéreux 3D dans un environnement de criblage haut débit

Les sphéroïdes peuvent être cultivés dans des plaques de 96 ou 384 puits, traités avec des composés et colorés avec des colorants qui révèlent les processus cellulaires et les voies impliqués. Dans certains cas, les sphéroïdes peuvent être représentés par imagerie sans lavage. Si nécessaire, ils peuvent également être fixés.

Simplifiez votre flux de travail en oncologie grâce à une vaste gamme de systèmes d’imagerie, de criblage cellulaire et de lecture de microplaques.

 

 

Le flux de travail illustre un processus simplifié d'analyse de sphéroïdes et des systèmes permettant d'optimiser vos recherches et d'augmenter votre débit.

  1. Mise en culture de sphéroïdes - Les cellules cancéreuses peuvent être mises en culture directement dans une plaque à fond arrondi et fixation ultra-faible ou un autre dispositif de laboratoire permettant de développer la morphologie habituelle d’un sphéroïde. Les autres appareils de laboratoire permettent de cultiver plusieurs sphéroïdes dans un seul puits.

  2. Traitement avec des composés – Après la formation de sphéroïdes, des composés à la concentration souhaitée sont ajoutés dans les puits, puis incubés pendant un ou plusieurs jours, en fonction du mécanisme étudié.

  3. Coloration pour les marqueurs – Une fois le traitement avec des composés terminé, des colorants sont directement ajoutés aux milieux. 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.

  4. Acquisition d’images de sphéroïdes – 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.

  5. Analyse des cellules cancéreuses – Utilisez un logiciel d’analyse d’imagerie cellulaire pour réaliser une analyse quantitative des images des cellules afin de surveiller l’expression des différents marqueurs et de quantifier les résultats biologiques.

 

 

 

 

Imagerie confocale à haut débit des sphéroïdes pour le criblage des traitements anti-cancéreux

 

Ces dernières années, des avancées considérables ont été effectuées en matière de développement des agrégats de cellules tumorales in vitro à utiliser comme modèles pour les environnements tissulaires in vivo. Une fois ensemencés dans un puits d’une microplaque à fond arrondi et fixation ultra-faible, ces agrégats formeront un sphéroïde discret. Les sphéroïdes sont censés imiter le comportement tumoral plus efficacement que les mises en culture bidimensionnelles (2D) normales car, comme les tumeurs, ils contiennent à la fois des cellules profondément enfoncées et celles dont la surface est exposée, des cellules proliférantes et non proliférantes, ainsi qu’un centre hypoxique avec une couche externe bien oxygénée de cellules. Ces modèles sphéroïdes 3D sont utilisés avec succès dans les environnements de criblage pour l’identification d’agents thérapeutiques potentiels contre le cancer.

Même si le développement de tests de sphéroïdes robustes présente plusieurs difficultés, l’utilisation de l’imagerie automatisée à haut contenu et haut débit constitue une étape significative pour obtenir des tests plus pertinents de médicaments candidats pour la chimiothérapie

  • Capturez un sphéroïde entier dans le champ de vision sous un grossissement de 20x
  • Criblez des sphéroïdes 3D pertinents d’un point de vue biologique au format 96 ou 384 puits
  • Utilisez l’imagerie confocale pour détecter avec précision les réponses cellulaires
  • Conservez de l’espace de stockage en enregistrant seulement les reconstructions 2D des images dans le plan Z

 

En savoir plus

Figure 1 - Criblez rapidement des sphéroïdes 3D dans des microplaques

fig 1

(1a) Montage de vignettes d’images de sphéroïdes HCT116 dans une plaque de 96 puits traitée avec des composés et évaluée par imagerie avec un objectif Plan Fluor 10x. Les noyaux colorés avec le colorant Hoechst (en bleu) sont superposés avec de la CellEvent Caspase 3/7 marqueur d’apoptose (en vert).

(1b) Les témoins non traités sont dans la colonne 4 et (1c) une réponse Caspase 3/7 est évidente dans les colonnes 5–7 dans lesquelles du paclitaxel a été dilué en série au rapport 1:3 à partir de 1 µM dans la ligne A (réplicats de 3 partout).

(1d, 1e) Onze plans z ont été combinés en une image projetée maximale 2D et analysés avec un module personnalisé simple. Images brutes montrant des degrés faible et élevé d’apoptose avec leurs masques de segmentation correspondants (bleu roi = noyaux, rose = cellules apoptotiques).

(1f) En normalisant le degré d’apoptose par rapport aux sphéroïdes non traités et en réalisant un tracé sur un graphique, on peut voir que le paclitaxel (ligne verte) induit une apoptose à une concentration beaucoup plus faible que la mitomycine C ou l’étoposide.

Cellule apoptotique normalisée par rapport au témoin

fig 2

 

 

 

 

Applications et tests

Molecular Devices, l’un des leaders de l’industrie de l’imagerie cellulaire, propose une vaste gamme d’outils de recherche en sciences de la vie, de découverte de médicaments et de criblage haut débit. Nos systèmes d’imagerie haut contenu peuvent accélérer vos succès en matière de recherche bioanalytique sur le cancer. Nous fournissons également plusieurs configurations de nos lecteurs de microplaques multimode ainsi qu’une gamme de scanners microarray faciles à utiliser.

Découvrez comment notre technologie peut vous aider dans vos recherches sur les agents thérapeutiques contre le cancer.

Ressources pour faciliter vos recherches sur le cancer

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Vidéos et webinaires

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

Imagerie 3D des sphéroïdes cancéreux

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Oliver Kepp et Jayne Hesley – Marqueurs du cancer – Détection et quantification des signatures de mort cellulaire avec l’imagerie haut contenu

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Imagerie 3D haut débit des sphéroïdes cancéreux

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Outils pour augmenter la pertinence biologique des tests 3D

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Instruments et solutions logicielles pour vos recherches sur le cancer

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