Solutions de neuroscience et
de neurobiologie
Faire avancer la recherche sur les troubles neurologiques en utilisant des modèles dérivés d’iPSC
Solutions Molecular Devices pour la recherche en neuroscience et en neurobiologie utilisant des modèles dérivés d’iPSC humaines
Chez Molecular Devices, nous nous engageons à faire progresser le domaine des neurosciences et de la neurobiologie grâce à des solutions innovantes qui permettent aux chercheurs d’explorer les complexités du cerveau et du système nerveux. Nos technologies de pointe et nos plateformes complètes sont conçues pour soutenir un large éventail de domaines de recherche, allant des processus cellulaires et moléculaires aux maladies neurodégénératives et la neuropharmacologie.
Nos solutions comprennent des systèmes de criblage haut débit, tels que le système de criblage cellulaire à haut débit FLIPR® Penta, qui permet de réaliser des études détaillées de l’activité neuronale et des mécanismes des maladies en utilisant des modèles dérivés d’iPSC humaines. De plus, notre solution d’imagerie cellulaire automatisée, le système de criblage haut contenu (HCS) ImageXpress®, fournit des résultats fiables et reproductibles pour l’analyse des réseaux neuronaux et le criblage de la neurotoxicité.
S’inscrire au webinaire à la demande : Les organoïdes peuvent-ils révéler la pathologie des lésions cérébrales traumatiques ?
En tirant parti de nos outils et de notre expertise de pointe, les chercheurs peuvent obtenir des informations plus approfondies sur les mécanismes fondamentaux de la fonction neuronale, développer de nouveaux traitements pour les troubles neurologiques et améliorer la compréhension générale du système nerveux. Que vous étudiiez la neurogenèse, la transmission synaptique ou l’impact des facteurs environnementaux sur la santé cérébrale, Molecular Devices vous offre les solutions dont vous avez besoin pour faire avancer vos recherches.
Qu’est-ce que la neuroscience ?
L’étude de la neuroscience se concentre sur le cerveau, la moelle épinière et les neurones, un réseau de cellules nerveuses sensorielles et motrices. Les chercheurs examinent leur structure, leur fonction et leur développement pour comprendre comment elles fonctionnent ensemble pour influencer nos pensées, nos émotions et nos comportements.
- Domaines de recherche en neuroscience : Le domaine vaste et dynamique de la neuroscience se concentre sur la façon dont les différents aspects du cerveau et du système nerveux fonctionnent, des processus cellulaires et moléculaires à ceux du développement, du comportement et de la cognition.
- Importance de la neuroscience moléculaire et cellulaire : La neuroscience cellulaire et moléculaire est un domaine de la neuroscience qui se développe rapidement et fournit des informations approfondies sur le système nerveux au niveau microscopique. Il examine la façon dont les informations sont traitées dans le cerveau par le biais des neurones, favorisant ainsi le développement de nouvelles thérapies géniques et à base de cellules souches, la médecine pour la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, la dépression et la médecine de précision.
Qu’est-ce que la neurobiologie ?
La neurobiologie est l’étude des composants physiques du système nerveux aux niveaux cellulaire et moléculaire, en mettant l’accent sur sa structure, ses mécanismes ainsi que la manière dont il affecte le comportement.
- Domaines de recherche en neurobiologie : La neurobiologie englobe un large éventail de domaines tels que les systèmes sensoriels et moteurs, les fonctions cognitives comme la mémoire et la prise de décision, ainsi que les bases neuronales des émotions et des comportements sociaux. Elle met également l’accent sur les troubles neurodégénératifs et neurodéveloppementaux, la neuroimmunologie et la neuropharmacologie. Cette approche multidisciplinaire vise à approfondir notre compréhension du cerveau et à développer des traitements pour les affections neurologiques et psychiatriques.
- Importance de la neurobiologie cellulaire et moléculaire : La neurobiologie cellulaire et moléculaire est une branche de la neurobiologie qui examine le système nerveux en se concentrant sur la structure et le fonctionnement des neurones et des cellules gliales, et en explorant des processus tels que la neurogenèse, la transmission synaptique et la transduction du signal. Elle vise à comprendre les mécanismes fondamentaux de la fonction neuronale et à développer des traitements pour les troubles neurologiques.
Augmentation des troubles neurologiques et des causes, et solutions
Les troubles neurologiques sont de plus en plus fréquents, touchent jusqu’à un milliard de personnes dans le monde et deviennent l’une des principales causes de handicap et de décès. Cette augmentation est due à des espérances de vie plus longues et à de meilleurs diagnostics. De plus, les agents chimiques environnementaux comme le plomb, le méthylmercure et les organophosphates sont liés à des problèmes neurodéveloppementaux tels que les problèmes comportementaux et cognitifs, notamment le TDAH, les troubles du spectre autistique et des QI inférieurs, comme le montrent les lacunes dans les tests de sécurité. En outre, la neurotoxicité complique le développement de médicaments, entraînant des retards coûteux et des échecs d’essais cliniques.
Des recherches accélérées sont nécessaires pour comprendre ces maladies aux niveaux cellulaire et moléculaire afin d’obtenir de meilleurs traitements et une meilleure prévention. Les méthodes avancées qui utilisent des cellules de tissus dérivées d’iPSC humaines et des tests d’imagerie haut débit offrent des modèles précis pour étudier les troubles neurologiques, tester les produits chimiques et développer des médicaments sûrs.
Les modèles animaux traditionnels comportent des limitations, menant ainsi à un passage à des modèles in vitro pertinents pour l’homme comme les organoïdes dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) humaines. Les plateformes avancées telles que microBrain 3D de StemoniX, associées au système FLIPR, permettent un criblage haut débit et une étude détaillée de l’activité neuronale. Cette combinaison fournit des informations essentielles sur les mécanismes des maladies et les traitements potentiels. Ces modèles neurobiologiques offrent une approche prometteuse pour le criblage de la toxicité, la modélisation des maladies et le développement de médicaments, et visent ainsi à améliorer les interventions thérapeutiques et les résultats pour les patients.
Figure 1. microBrain 3D, un neurosphéroïde humain 3D haut débit, reproductible et robuste pour la découverte de médicaments. Les neurosphéroïdes microBrain 3D contiennent un nombre approximativement égal d’astrocytes (GFAP) et de neurones (MAP2), et sont fournis dans des plaques à 96 ou 384 puits où chaque puits contient un seul neurosphéroïde de taille constante.
Lire l’article détaillé ici : La neuroscience : réduire l’écart entre la recherche cellulaire et la recherche sur l’homme
Caractérisation fonctionnelle des neurosphères 3D saines et liées à la maladie d’Alzheimer
Des avancées récentes dans le développement d’organoïdes neuronaux 3D in vitro, utilisant des cellules neuronales dérivées d’iPSC différenciées au stade terminal, ont révélé une plateforme de test cellulaire révolutionnaire. Cette approche innovante présente un potentiel significatif pour l’évaluation de la neurotoxicité, des effets neuroactifs de divers neuromodulateurs, et pour la modélisation des maladies. Ces organoïdes neuronaux 3D se distinguent par leur facilité d’utilisation, leur homogénéité entre les puits et les plaques de test, leur simplicité d’analyse des données et leur pertinence biologique, qui en font un outil précieux pour la détection précoce de la neurotoxicité in vitro.
Schéma du flux de travail du procédé. (1) Les cellules dérivées d’iPSC sont décongelées et combinées à des rapports d’environ 90 % de neurones et 10 % d’astrocytes dans (2) plaques à fixation ultra-faible formant des sphéroïdes 3D. (3) Les neurosphères se forment entre 24 et 48 h et (4) à (5) sont maintenues en culture avec un milieu régulier pendant > 21 jours. (6) Les cellules sont testées sur le FLIPR Penta ou le système d’imagerie cellulaire
L’une des caractéristiques essentielles de cette plateforme est l’utilisation de l’imagerie cinétique du calcium, qui fournit des résultats fiables et précis pour l’activité neuronale fonctionnelle, permettant ainsi l’évaluation des variations phénotypiques et des effets des composés. Notamment, les organoïdes formés avec des mutants ApoE 4/4 de neurones GABA présentaient une diminution de l’excitabilité, qui a été efficacement inversée avec les médicaments utilisés pour le traitement de la maladie d’Alzheimer (MA). De plus, les phénotypes mutés ont montré une excitabilité modérément augmentée, répondant ainsi de manière plus significative aux agents stimulants.
Ce système biologique sophistiqué, associant des neurosphères 3D à une analyse détaillée des oscillations du calcium, constitue un outil prometteur et informatif pour la modélisation des maladies et l’évaluation fonctionnelle phénotypique. Ses applications potentielles dans les tests des composés sont vastes, et offrent de nouvelles voies pour la recherche et le développement.
Affiche scientifique présentée
Dans cette étude, nous avons choisi de modéliser la maladie d’Alzheimer (MA) en incorporant des variantes alléliques du gène ApoE (2/2, 3/4 et 4/4) pour créer des « neurosphères » spécifiques à la maladie.
Domaines de recherche principaux et applications
Dernières ressources
Ressources sur la neuroscience et solutions de neurobiologie
Produits et services connexes de neuroscience et solutions de neurobiologie
Notre engagement envers la recherche en neuroscience et en neurobiologie
Molecular Devices fournit des instruments pour le criblage haut débit (système FLIPR®), l’électrophysiologie (Axon™ Patch-Clamp) et l’imagerie cellulaire (systèmes d’imagerie haut contenu ImageXpress), qui sont essentiels pour mener des études approfondies afin de faire progresser la recherche en neuroscience cellulaire et en neurobiologie.