Solutions de neuroscience et
de neurobiologie
Stimuler l’innovation en neuroscience grâce à des modèles neuronaux dérivés d’iPSC pertinents pour l’homme et à l’automatisation basée sur l’IA.
Faire progresser la recherche en neuroscience et en neurobiologie grâce à des modèles pertinents pour l’homme et à l’automatisation par IA
Molecular Devices s’engage à faire progresser le domaine de la neuroscience et de la neurobiologie grâce à des solutions innovantes qui permettent aux chercheurs d’explorer les structures complexes du cerveau et des réseaux neuronaux. 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 à la recherche sur les maladies neurodégénératives et la neuropharmacologie.
Nous sommes les pionniers de la recherche en neuroscience guidée par l’IA en automatisant des flux de travail complexes de modèles neuronaux 3D et en permettant le développement reproductible et automatisé d’organoïdes cérébraux à partir de modèles dérivés d’iPSC. Utilisant des analyses avancées et l’automatisation basée sur l’apprentissage machine, nos solutions aident les chercheurs à relever les défis importants des études sur le cerveau et le système nerveux central (SNC), afin de générer des résultats fiables dans divers domaines de recherche.
Lisez l’entretien avec le Dr Felix Spira, Automatisation des organoïdes cérébraux pour stimuler la recherche sur les maladies neurodégénératives.
Comprendre le paysage de la recherche en neuroscience et en neurobiologie
Les troubles neurologiques croissants et le besoin de modèles humains pertinents
Lire l’article : Neuroscience : Réduire l’écart entre la recherche cellulaire et la recherche sur l’homme
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. 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 est un élément important à prendre en compte durant le développement d’un médicament, et peut potentiellement provoquer des retards coûteux et des essais échoués.
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 organoïdes cérébraux dérivés 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.
Comprendre l’étude de la neuroscience et de la neurobiologie
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. La neurobiologie, en revanche, est l’étude des composants physiques du système nerveux aux niveaux cellulaire et moléculaire. Elle met l’accent sur sa structure, ses mécanismes ainsi que ses effets sur les systèmes sensoriels et moteurs, le comportement, la cognition, la mémoire et les émotions.
L’étude de la base cellulaire et moléculaire de la neurobiologie et de la neuroscience fournit des informations approfondies sur le système nerveux. En étudiant la structure et le fonctionnement des neurones et des cellules gliales, en explorant des processus tels que la neurogenèse, la transmission synaptique et la transduction du signal, les chercheurs visent à comprendre les mécanismes de la fonction neuronale. Ces recherches sont également à l’origine du développement de nouveaux traitements pour les troubles neurologiques, tels que la maladie d’Alzheimer, la maladie de Parkinson, la sclérose en plaques, la dépression et d’autres maladies neurologiques et psychiatriques.
Regardez le webinaire à la demande : Les organoïdes peuvent-ils révéler la pathologie des lésions cérébrales traumatiques ?
Le passage aux modèles d’iPSC, aux systèmes neuronaux 3D et à l’automatisation par IA
Le passage à des modèles pertinents pour l’homme et à l’IA dans la recherche en neuroscience
Lire l’article : Les organoïdes promettent d’accélérer la recherche et la découverte de médicaments contre la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer
La demande pour des données plus prédictives et pertinentes pour les patients remodèle la façon dont nous étudions les troubles neurologiques et développons des traitements. Les modèles animaux traditionnels, bien que précieux, ont des limites dans la réplication de la physiologie humaine et des mécanismes pathologiques. Cela a conduit à un changement transformationnel vers des modèles in vitro pertinents pour l’homme, en particulier ceux dérivés de cellules souches pluripotentes induites (induced pluripotent stem cells, iPSC) humaines, qui offrent une plus grande précision physiologique et un plus grand potentiel translationnel pour la recherche et le développement de médicaments.
Parallèlement, l’IA révolutionne la neuroscience en automatisant des flux de travail complexes, en permettant des analyses avancées et en découvrant de nouvelles informations à partir de données haut contenu. Les plateformes basées sur l’IA sont désormais essentielles pour le développement de modèles reproductibles, le criblage haut débit, et l’analyse quantitative de l’activité neuronale et des mécanismes des maladies.
Méthodologie des flux de travail automatisés pour les organoïdes cérébraux dérivés d’hiPSC :
Les flux de travail manuels pour la culture de modèles neuronaux 3D sont laborieux, sujets à la variabilité et difficiles à mettre à l’échelle. Notre automatisation basée sur l’IA simplifie ces processus, ce qui permet aux chercheurs de normaliser les protocoles et de faire évoluer le développement d’organoïdes cérébraux avec une plus grande efficacité et reproductibilité. Ce changement déverrouille et étend la pertinence physiologique des modèles 3D et marque une étape critique de la transformation numérique dans la recherche en neuroscience.
- Surmonter la variabilité de la culture cellulaire
Le système automatisé de culture cellulaire CellXpress.ai automatise le développement d’organoïdes, minimisant ainsi l’intervention manuelle et le biais de l’opérateur, ce qui est essentiel pour obtenir une croissance cellulaire constante et la différenciation des modèles neuronaux dérivés d’iPSC. Le résultat est une base de modèles 3D hautement reproductibles prêts pour le criblage avancé.
- Mise à l’échelle de l’analyse fonctionnelle
La plateforme permet une analyse fonctionnelle haut débit qui est autrement impossible à réaliser manuellement :- Criblage haut contenu (HCS) : Le système ImageXpress HCS.ai fournit des résultats fiables et reproductibles pour les criblages haut débit en capturant des images détaillées pour des tests complexes tels que l’analyse des réseaux neuronaux et le criblage de la neurotoxicité.
- Tests fonctionnels en temps réel : Le système FLIPR Penta est intégré de manière transparente pour permettre des études détaillées en temps réel de l’activité neuronale et de mécanismes pathologiques complexes en utilisant les modèles dérivés d’iPSC humaines.
Un flux de travail entièrement intégré et automatisé d’organoïdes cérébraux, de la culture à l’évaluation fonctionnelle et morphologique.
Plateforme intégrée complète pour la recherche en neuroscience évolutive et basée sur l’IA et la découverte de médicaments
Notre plateforme intégrée complète de solutions de neuroscience de bout en bout est conçue pour accélérer la découverte et le développement de médicaments grâce à un flux de travail parfaitement intégré et automatisé. En connectant des systèmes de pointe, notamment le système automatisé de culture cellulaire CellXpress.ai, le système ImageXpress HCS.ai et le logiciel d’analyse d’images IN Carta, cette solution fournit une reproductibilité et une évolutivité sans précédent, de l’approvisionnement en iPSC et du développement d’organoïdes (étapes 1 et 2), jusqu’à l’intégration de données basée sur l’IA et aux informations de recherche finales (étapes 6 et 7). Cette approche holistique optimise les tests complexes, permet le criblage haut débit pour la neurotoxicité et l’activité fonctionnelle, et en définitive soutient des applications essentielles telles que les maladies neurodégénératives, la neuro-inflammation et la validation des cibles médicamenteuses.
Solutions de neuroscience par domaine de recherche et impact dans le monde réel
Le système CellXpress.ai permet une culture reproductible à long terme d’organoïdes cérébraux et de neurosphères dérivés d’iPSC humaines, et de modéliser ainsi des maladies comme la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson.
Les systèmes ImageXpress HCS.ai et FLIPR Penta permettent la caractérisation fonctionnelle et morphologique, notamment l’analyse de l’oscillation du calcium et la dynamique des réseaux.
Le système FLIPR Penta permet un criblage rapide et évolutif des composés pour l’efficacité et la sécurité dans les modèles neuronaux, avec capture automatisée des données et analyse basée sur l’IA.
Les lecteurs de microplaques SpectraMax® iD3s/iD5e avec le logiciel SoftMax Pro Software fournissent des résultats quantitatifs pour les tests pharmacologiques.
Le système ImageXpress HCS.ai permet l’imagerie multiplexée et l’analyse des interactions des cellules immunitaires avec les cellules neuronales, notamment la microglie et les astrocytes, dans des cultures 3D.
Les flux de travail personnalisables permettent d’étudier les réponses neuro-inflammatoires et la modulation immunitaire dans des modèles de maladie et de blessure, avec une segmentation d’images et une analyse phénotypique basées sur l’IA.
Le système CellXpress.ai automatise la culture et la différenciation des cellules neurales précurseurs dérivées d’iPSC en organoïdes et micro-tissus 3D, et permet de soutenir l’étude de la neurogenèse, de la migration et de la maturation.
Le système ImageXpress HCS.ai et le logiciel IN Carta fournissent une imagerie haut contenu et une analyse des étapes du développement, de l’excroissance des neurites et de la formation de réseaux, avec un suivi et une quantification basés sur l’IA.
Les systèmes FLIPR® Penta et ImageXpress HCS.ai permettent de réaliser des tests de neurotoxicité fonctionnelle haut débit en utilisant des neurones dérivés d’iPSC humaines et des neurosphères 3D.
Les tests incluent l’analyse de l’oscillation du calcium, la quantification de l’excroissance des neurites et le profilage de la viabilité, le tout basé sur l’IA pour une évaluation objective et rapide.
Le système ImageXpress HCS.ai et le logiciel IN Carta réalisent une analyse quantitative automatisée de l’activité, de la connectivité et de la morphologie des réseaux neuronaux dans les cultures 2D et 3D.
Le système FLIPR Penta fournit des affichages fonctionnels en temps réel de l’activité des réseaux grâce à des tests de flux de calcium, avec une reconnaissance des modèles et une cartographie des réseaux basées sur l’IA.
Principales applications pour la recherche en neuroscience
Dernières ressources
FAQ
Question 1 : Comment l’IA améliore-t-elle la recherche en neuroscience et en neurobiologie ?
A : L’IA automatise des flux de travail complexes, permet une analyse rapide et objective des données haut contenu, et révèle des modèles et des informations qui seraient difficiles ou impossibles à détecter manuellement. Cela conduit à une reproductibilité, une évolutivité et une découverte accrues dans la recherche en neuroscience.
Question 2 : Quels sont les avantages de l’utilisation de modèles dérivés d’iPSC humaines dans la recherche en neuroscience et en neurobiologie ?
A : Les modèles dérivés d’iPSC humaines offrent des systèmes physiologiquement pertinents qui reproduisent fidèlement la biologie cérébrale humaine, surmontant ainsi les limitations des modèles animaux traditionnels. Ils permettent aux chercheurs d’étudier les mécanismes des maladies, de tester des composés et de développer des traitements avec une plus grande précision et un potentiel translationnel plus important.
Question 3 : Comment l’automatisation améliore-t-elle les flux de travail de neuroscience et de neurobiologie ?
A : L’automatisation optimise les processus complexes tels que la culture cellulaire, l’imagerie et l’analyse des données, et permet de réduire la variabilité manuelle et d’augmenter la reproductibilité. Les plateformes automatisées permettent de réaliser des expériences haut débit, et aux chercheurs de se concentrer sur la découverte et d’accélérer le rythme de l’innovation.
Question 4 : Dans quels domaines de recherche les solutions de Molecular Devices peuvent-elles être utilisées ?
A : Nos solutions soutiennent un large éventail de domaines de recherche, notamment la modélisation des maladies neurodégénératives, la neuropharmacologie, la neuroimmunologie, le développement neurologique, le criblage de la neurotoxicité et l’analyse des réseaux neuronaux.
Question 5 : Quelles sont les ressources disponibles pour les chercheurs intéressés par les solutions de Molecular Devices en neuroscience ?
A : Nous proposons des webinaires, des affiches scientifiques, des notes d’application et des études de cas couvrant des sujets tels que la modélisation des maladies, la neurotoxicité et les flux de travail automatisés. Les chercheurs peuvent également contacter notre équipe pour obtenir une assistance et des conseils personnalisés.
Prêt(e) à accélérer vos recherches en neuroscience avec des solutions basées sur l’IA ? Contactez-nous pour découvrir comment nos plateformes automatisées peuvent transformer vos flux de travail.
Faire progresser la découverte de médicaments grâce à la biologie 3D pertinente pour l’homme
Nous changeons les paradigmes ensemble en aidant les chercheurs à aller au-delà des modèles traditionnels grâce à des solutions de biologie 3D évolutives et automatisées.
De notre système CellXpress.ai™ pour la culture cellulaire à haut débit aux modèles d’organoïdes qui reflètent plus précisément la biologie humaine, nous permettons l’obtention d’informations fiables et reproductibles plus tôt dans le développement de médicaments. Réduire l’attrition, évaluer l’efficacité et prendre des décisions plus intelligentes, plus rapidement.
Associons-nous pour créer des flux de travail plus prédictifs et faire progresser la science pertinente pour l’homme en toute confiance.
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.