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Yashraj Biotechnology utilizza il sistema ImageXpress Nano per migliorare considerevolmente le sue applicazioni di imaging e analisi multiparametriche

Yashraj Biotechnology Limited

Dott. Shweta Bhatt, Direttore scientifico e responsabile R&D

Sistema di imaging automatizzato ImageXpress® Nano

Lettore per micropiastre multimodale SpectraMax® iD5

Software di acquisizione e analisi delle immagini ad alto contenuto MetaXpress®

La sfida

La tossicità imprevista in aree come la cardiotossicità, l’epatotossicità e la neurotossicità è una complicanza grave della terapia clinica e una delle principali cause di insuccesso dello sviluppo di farmaci candidati promettenti. Gli studi sugli animali sono stati ampiamente utilizzati per la ricerca nel campo della tossicologia per eseguire una valutazione preclinica della sicurezza di vari agenti terapeutici in fase di sviluppo. L’esistenza di differenze tra le specie per quanto riguarda la penetrazione della barriera ematoencefalica da parte dei farmaci, il metabolismo dei farmaci e la tossicità correlata contribuiscono all’insuccesso delle sperimentazioni farmacologiche nel passaggio dai modelli animali all’uomo. Attualmente, le ricerche nel campo della scoperta farmacologica sono basate su linee cellulari immortalizzate, modelli animali delle malattie umane e sperimentazioni cliniche nell’uomo. Inoltre, i farmaci candidati che risultano sicuri nella fase preclinica spesso rivelano effetti tossici durante la fase clinica. Soltanto il 16% circa dei farmaci, in media, viene approvato per uso umano.

Prima di passare al sistema ImageXpress Nano, i ricercatori di Yashraj Biotechnology utilizzavano un microscopio a fluorescenza e a contrasto di fase, ma si sono resi conto che non offriva la possibilità di eseguire acquisizioni su piani multipli (z-stack) dei modelli di sferoidi/organoidi e non era dotato di alcun software di analisi delle immagini.

Il team di Yashraj Biotechnology con il sistema ImageXpress Nano

“Il sistema di imaging automatizzato ImageXpress Nano offre una buona flessibilità per l’imaging di un’ampia varietà di campioni, che vanno dagli aggregati cellulari 3D alle cellule intere e agli organelli subcellulari.”
- Dott. Shweta Bhatt, Direttore scientifico, Yashraj Biotechnology

La soluzione

Yashraj Biotechnology sta sviluppando ricerche all’avanguardia nel campo delle cellule staminali e il sistema di imaging automatizzato ImageXpress Nano ha permesso di acquisire immagini migliori degli epatociti, dei cardiomiociti e delle cellule neurali derivati da iPSC sviluppati in azienda, oltre che di vari tipi diversi di saggi multiparametrici.

I risultati

“Il sistema di imaging automatizzato ImageXpress Nano offre una buona flessibilità per l’imaging di un’ampia varietà di campioni, che vanno dagli aggregati cellulari 3D alle cellule intere e agli organelli subcellulari. Al contrario dei microscopi a fluorescenza convenzionali, [il sistema ImageXpress Nano] permette di mettere a fuoco piani diversi di una struttura 3D (sferoidi/organoidi). Inoltre, consente il controllo dell’ambiente dei campioni mediante l’uso di valori di umidità, CO2 e temperatura preimpostati per gli esperimenti in time-lapse e offre funzionalità per l’imaging su cellule vive. Il software di acquisizione e analisi delle immagini ad alto contenuto MetaXpress® permette di eseguire studi di imaging e analisi utilizzando protocolli predefiniti per specifici tipi di esperimenti, offrendo allo stesso tempo la flessibilità di poter impostare protocolli personalizzati. Nel complesso, il sistema ImageXpress Nano è un’eccellente piattaforma per le applicazioni di imaging e analisi multiparametriche e ad alto rendimento.” - Shweta Bhatt, Direttore scientifico, Yashraj Biotechnology

saggio di crescita neuritica

Figura: Saggio di crescita neuritica: immagini rappresentative di motoneuroni del proencefalo derivati da iPSC non trattati o trattati con taxolo, sottoposti a colorazione per la ß-tubulina (verde). I motoneuroni del proencefalo sono stati trattati con i composti per tre giorni e poi fissati e colorati con un anticorpo anti-ß-tubulina (TUJ-1).

Le cellule iPS pluripotenti esprimono marcatori di pluripotenza: Oct-4, Nanog e SSEA4

Figura: Le cellule iPS pluripotenti esprimono marcatori di pluripotenza. (A) Oct-4, (B) Nanog, (C) SSEA4. Nuclei controcolorati con DAPI (blu).

Distruzione del citoscheletro: epatociti derivati da iPSC non trattati o trattati con latrunculina, sottoposti a colorazione per l’actina

Figura: Distruzione del citoscheletro: immagini rappresentative di epatociti derivati da iPSC non trattati o trattati con latrunculina, sottoposti a colorazione per l’actina (verde). Gli epatociti sono stati trattati con i composti per tre giorni e poi fissati e colorati con un anticorpo anti-actina coniugato con falloidina.

Cardiomiociti derivati da iPSC, sottoposti a colorazione TUNEL e con ioduro di propidio

Figura: Saggio TUNEL: immagini rappresentative di cardiomiociti derivati da iPSC non trattati o trattati con doxorubicina, sottoposti a colorazione TUNEL (verde) e con ioduro di propidio (rosso). I cardiomiociti sono stati trattati con i composti per tre giorni e poi fissati e colorati con TUNEL e PI.

Le cellule progenitrici neurali derivate da iPSC esprimono i marcatori dei progenitori neurali PAX6 e nestina

Figura: Le cellule progenitrici neurali derivate da iPSC esprimono i marcatori dei progenitori neurali PAX6 e nestina. Nuclei controcolorati con DAPI (blu).

Derivati da iPSC: Tuj1, GFAP e TH con nuclei controcolorati con DAPI

Figura: A. I motoneuroni del proencefalo derivati da iPSC esprimono il marcatore neurale Tuj1. B. Gli astrociti derivati da iPSC esprimono il marcatore neurale GFAP e C. I neuroni dopaminergici del mesencefalo derivati da iPSC esprimono il marcatore neurale timidina idrossilasi (TH). Nuclei controcolorati con DAPI (blu).