Il Gustave Roussy Cancer Center utilizza i sistemi in campo largo ImageXpress per valutare i meccanismi di stress e morte cellulare nei trattamenti antitumorali

La sfida

Il laboratorio del dott. Kroemer è interessato ai meccanismi molecolari di stress e morte cellulare. Le modalità di stress e morte cellulare che vengono osservate durante i trattamenti antitumorali hanno profonde implicazioni terapeutiche. È stata avviata una ricerca sistematica per identificare gli interruttori molecolari che “decidono” quale specifico sottoprogramma di stress cellulare o morte cellulare viene eseguito preferenzialmente. Inoltre, vengono analizzati in maniera sistematica le modalità di morte delle cellule tumorali e il loro impatto sul sistema immunitario per sviluppare strategie in grado di migliorare le probabilità di successo terapeutico.

La piattaforma di biologia cellulare (nell’immagine a destra) del laboratorio del professor Kroemer è utilizzata come centro per l’esecuzione degli approcci di screening, poiché offre flussi di lavoro per la biologia cellulare totalmente automatizzati che consentono lo screening fenotipico su larga scala di librerie di composti e di siRNA. I ricercatori utilizzano una batteria di cellule che fungono da biosensori fluorescenti per valutare tutti i tipi di stress e morte cellulare.

Per poter condurre queste ricerche all’avanguardia, il gruppo aveva bisogno di un sistema di analisi ad alto contenuto che potesse essere totalmente integrato in una piattaforma automatizzata che includesse anche la gestione dei composti e l’automatizzazione delle colture cellulari.

La soluzione

Il gruppo ha eseguito un’approfondita ricerca di mercato e ha provato la maggior parte dei sistemi disponibili prima di scegliere il sistema di analisi ad alto contenuto in campo largo ImageXpress® Micro XLS. Attualmente il gruppo dispone di cinque sistemi ImageXpress, due dei quali sono permanentemente integrati nella piattaforma automatizzata; un altro sistema può essere incorporato o rimosso dalla piattaforma in base alle esigenze e due sistemi sono indipendenti e sono dotati di controllo ambientale, permettendo di validare i risultati ottenuti con la piattaforma di screening in saggi su cellule vive e su dispositivi microfluidici.

La configurazione prescelta permette ai ricercatori di utilizzare molteplici filtri passa banda in combinazione con potenti sorgenti luminose a LED, che rendono l’acquisizione estremamente rapida perché i movimenti meccanici vengono ridotti al minimo.

Parlando della piattaforma, il dott. Kepp ha dichiarato: “L’integrazione dei sistemi ImageXpress ci ha permesso di creare una soluzione in grado di offrire velocità, grazie alle due apparecchiature con assetto identico che operano in parallelo sulla piattaforma, e affidabilità, grazie alla ridondanza ottenuta.”

Per l’acquisizione e l’analisi dei dati, il team utilizza il software di acquisizione e analisi delle immagini ad alto contenuto MetaXpress® in combinazione con algoritmi R appositamente sviluppati.

Sistema di analisi ad alto contenuto in campo largo ImageXpress Micro XLS

Dettagli

Software di acquisizione e analisi delle immagini ad alto contenuto MetaXpress

Dettagli

Prodotti utilizzati

Acquisizione di immagini di interi organismi e di eventi cellulari o intracellulari

Il sistema di analisi ad alto contenuto ImageXpress Micro XLS è stato sostituito dal sistema di analisi ad alto contenuto ImageXpress Micro 4, che rappresenta il culmine di quattro generazioni di apparecchiature di imaging specializzate. Il nuovissimo design funzionale potenzierà le vostre capacità di ricerca con questo sistema più veloce che mai, offrendo allo stesso tempo la possibilità di aggiornarlo in futuro alla modalità confocale per adeguarlo alle vostre esigenze di ricerca.

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I risultati

L’esclusiva struttura della piattaforma del gruppo permette di progettare saggi multiplex in maniera estremamente flessibile poiché integra la gestione dei composti e l’automatizzazione delle colture cellulari con tre sistemi di analisi ad alto contenuto totalmente automatizzati mediante un robot industriale.

“Troviamo che il sistema ImageXpress e il software MetaXpress siano affidabili e facili da usare. Abbiamo codificato tutti gli strumenti necessari per acquisire i dati in R usando la banca dati SQL in cui MetaXpress immagazzina informazioni. Tale approccio ci permette di passare dall’immagine a un grafico a barre in un tempo minimo, che è qualcosa che non potevamo fare prima con il nostro vecchio sistema di imaging”, ha affermato Kepp

Il rendimento per lo screening di un intero genoma è di 67 x 384 piastre e la piattaforma esegue lo screening di un intero genoma in una settimana. Oltre allo screening di siRNA, l’automazione viene utilizzata principalmente per lo screening di librerie di composti in varie dimensioni (concentrazione, tempo, combinazioni).

Come esempio del tipo di ricerca che questa tecnologia permette, il gruppo è stato recentemente in grado di dimostrare che gli acidi grassi trans inibiscono l’autofagia indotta dagli acidi grassi saturi (immagine).

Riferimenti bibliografici

Pubblicazioni recenti

1) Sauvat A., et al. (2018). Trans-Fats Inhibit Autophagy Induced by Saturated Fatty Acids. EBioMedicine. pii: S2352-3964 (18) 30115-4. [Epub ahead of print].

2) Bezu L., et al. (2018). eIF2α phosphorylation is pathognomonic for immunogenic cell death. Cell Death & Differentiation. [Epub ahead of print].

3) Liu P., et al. (2017). Identification of pharmacological agents that induce HMGB1 release. Scientific Reports, 7 (1): 14915.

4) Sauvat A., et al. (2017). Automated Analysis of Fluorescence Colocalization: Application to Mitophagy. Methods in Enzymology, 588: 219-230.

5) Zhou H., et al. (2016). The oncolytic compound LTX-401 targets the Golgi apparatus. Cell Death & Differentiation, 23 (12): 2031-2041.