Recherche sur les cellules souches
Automatisation du flux de travail d’imagerie et d’analyse des cellules souches de tests complexes et de modèles cellulaires dérivés de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) 3D
Recherche sur les cellules souches
Les cellules souches offrent de nouvelles possibilités d’étude dans la recherche de cibles et de voies de signalisation impliquées dans les processus pathologiques. Elles fournissent un modèle plus réaliste d’identification et de confirmation de nouvelles cibles médicamenteuses, produisent des données de pharmacologie et de toxicologie de manière plus précoce, et permettent un passage en contexte clinique beaucoup plus facile. L’utilisation des cellules souches dans le développement de médicaments ouvre également une nouvelle voie à la médecine personnalisée, tout en réduisant, ou même en remplaçant potentiellement, les tests sur les animaux.
Les cellules dérivées de cellules souches pluripotentes induites (dérivées d’iPSC) permettent d’étudier les cellules primaires sans les limitations généralement rencontrées lors de l’obtention de ces dernières.
Avantages de la recherche sur les cellules souches
L’industrie biopharmaceutique se tourne de plus en plus vers des tests cellulaires mieux adaptés pour le criblage primaire et secondaire, en raison de leur pertinence biologique supérieure et de la meilleure qualité des informations fournies. Dans le cadre de cette évolution, un désir est de passer des lignées cellulaires stables immortalisées aux cellules primaires et aux cellules souches. Les cellules souches permettent une meilleure pertinence clinique des informations que les lignées cellulaires, sont disponibles en plus grandes quantités et ont une meilleure reproductibilité d’analyse que les cellules primaires. Par conséquent, il existe un intérêt croissant à utiliser les tests automatisés des cellules souches comme outils de criblage aux premiers stades du développement des médicaments et pour évaluer les effets toxiques potentiels de nouveaux composés.
Les flux de travail des tests impliquant des cellules souches sont similaires à ceux d'autres tests cellulaires, mais présentent cependant des différences cruciales. La différenciation est souvent impliquée dans les tests des cellules souches en raison de la nécessité de démarrer avec des cellules indifférenciées ou du fait que le test étudie le processus de différenciation. Il est souvent important de surveiller le type et le nombre des cellules lorsque plusieurs lignées sont présentes, ou lorsque des cellules matures et indifférenciées sont présentes. En conséquence, les exigences en matière de visualisation et d’analyse des données sont plus complexes car il est requis de multiples résultats provenant de multiples types de cellules.
Imagerie des cellules souches – Techniques et outils de criblage haut contenu
Les tests complexes et les modèles cellulaires dérivés d’iPSC 3D permettent de mieux représenter la biologie tissulaire et les interactions cellulaires, les résultats obtenus étant plus pertinents pour de nombreux tests de criblage et de toxicité des médicaments. Ainsi, le développement de tests quantitatifs à plus haut débit en utilisant des cultures 3D est un domaine actif de recherche. En raison des flux de travail compliqués d’acquisition et d’analyse des images 3D, il est difficile de réduire ces tests pour le criblage.
Les systèmes d’imagerie haut contenu ImageXpress® Micro et le module d’analyse 3D MetaXpress® nous permettent de mettre en application un flux de travail plus simple afin de quantifier et visualiser les structures 3D.
Test d’hépatotoxicité utilisant des micro-tissus hépatiques sphéroïdes 3D dérivés d’hépatocytes iCell.
(A) Des hépatocytes iCell ont été cultivés dans un format 2D pendant 7 jours avant d'être utilisés pour préparer des cultures 3D. Après la formation des sphéroïdes, les micro-tissus hépatiques ont été traités avec des composés pendant 72 heures, puis marqués pendant 2 heures et évalués par imagerie. Des plans Z ont été acquis en utilisant le système ImageXpress Micro Confocal.
(B) Les images des plans Z acquis ont été utilisées pour générer des ensembles de segmentations d’images 2D et 3D, qui ont été analysés afin de quantifier les caractéristiques phénotypiques principales des cultures 3D.
Applications et outils concernant les cellules souches pour transformer vos données en connaissances uniques en biologie
Le flux de travail impliquant des cellules souches exige une diversité de types de tests complexes qui surveillent toutes les phases de la croissance et de l’expansion initiales jusqu'à la différenciation, en passant par le contrôle qualité, et enfin les tests prédictifs pour la recherche thérapeutique et la découverte de médicaments. Notre suite de solutions matérielles et logicielles permet l’analyse automatisée des cellules souches pour de nombreuses étapes du flux de travail. Nous continuons de développer de nouvelles techniques afin de condenser et d’automatiser encore plus le flux de travail des tests de cellules souches.