2024 Il percorso SLAS nel laboratorio del futuro

Viaggio nel laboratorio del futuro: Poster visionari di Molecular Devices allo SLAS 2024

Molecular Devices è onorata di essere designata come “Laboratorio della società futura”.

Gli espositori che hanno ricevuto la designazione SLAS2024 Laboratorio del futuro hanno dimostrato la loro capacità di fornire soluzioni che vanno al di là della sola strumentazione automatizzata, per superare i confini della tecnologia attuale e aprire nuovi orizzonti nel raggiungimento della completa integrazione dei flussi di lavoro automatizzati nello spazio di laboratorio.

Esplora sei poster che presentano questa innovazione rivoluzionaria e svela gli ultimi progressi nella ricerca e nella tecnologia di laboratorio. Questi poster approfondiscono il mondo del processo decisionale basato sull’IA, della coltura cellulare automatizzata, della ricerca sugli organoidi e della medicina di precisione, mostrando il potenziale per scoperte pionieristiche. Scopri il futuro della coltura cellulare e come l’automazione sta rivoluzionando la riproducibilità e la standardizzazione, scoprendo al contempo la promessa degli organoidi derivati dai pazienti nel migliorare gli esiti terapeutici. Dimostriamo un processo semplificato per valutare gli effetti dei farmaci sullo sferoide tumorale 3D e poi ci immergiamo nel regno delle neurosfere e nel loro ruolo nel modellare la malattia di Alzheimer.

Fate un passo indietro nel futuro e rivedeteci allo SLAS 2024 - Lab of the Future, dove scienza e tecnologia convergono per plasmare il futuro della medicina.

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Sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai Postazione di lavoro automatizzata per la coltivazione di organoidi riproducibili

Felix Spira, PhD
Gestione applicazioni e ingegneria hardware

Negli ultimi anni, molte pubblicazioni sostengono la promessa degli organoidi di migliorare il successo delle sperimentazioni cliniche e consentire la medicina personalizzata. Tuttavia, la ricerca sugli organoidi è affetta da una mancanza di standardizzazione e da un’elevata variabilità tra organoidi. Queste sfide, insieme alle difficili tecniche di coltivazione, stanno ostacolando la più ampia adozione delle tecnologie degli organoidi. Per superare queste limitazioni, abbiamo sviluppato il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai.
Felix Spira presenta il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai

Il sistema CellXpress.ai è una workstation di generazione e coltivazione di organoidi altamente integrata che integra tecnologie hardware e software all'avanguardia con la scienza biologica avanzata per automatizzare e standardizzare il processo di coltura cellulare 2D e 3D. Dalla manutenzione, il monitoraggio e l’incubazione fino all’imaging, all’analisi e all’elaborazione dei dati, il sistema di coltura cellulare CellXpress.ai offre risultati coerenti, imparziali e biologicamente rilevanti su larga scala. Per supportare gli scienziati a ogni livello della loro ricerca sugli organoidi, il sistema guida l’utente nella configurazione e nell’esecuzione di flussi di lavoro per gli organoidi derivati da iPSC, tumoroide e cellule staminali adulte.

Come prova di concetto, la Dott.ssa Spira dimostra la coltivazione di successo dei flussi di lavoro di iPSC e organoidi intestinali umani su più passaggi. I flussi di lavoro includono semina, alimentazione e passaggio di cellule/organoidi, con monitoraggio in linea e analisi e classificazione delle immagini di apprendimento automatico.

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Organoidi scalabili per il cancro colorettale 3D derivati dal paziente in applicazioni ad alto rendimento

Angeline Lim, PhD
Scienziato applicazioni Sr.

Molti dei potenziali farmaci antitumorali non superano le fasi successive della pipeline di sviluppo farmacologico e nelle sperimentazioni cliniche, nonostante dati promettenti per l’efficacia in vitro. I modelli cellulari 3D, in particolare gli organoidi derivati da pazienti (PDO), offrono una soluzione promettente a questo problema. Alcuni studi dimostrano che i pazienti e gli organoidi da essi derivati rispondono in modo simile ai farmaci, indicando il valore terapeutico dell’uso dei PDO per migliorare gli esiti terapeutici. Tuttavia, difficoltà quali la riproducibilità del saggio, l’ampliamento e il costo hanno limitato l’uso dei PDO nelle pipeline di scoperta farmacologica tradizionale.
Angeline Lim descrive un flusso di lavoro automatizzato end-to-end con organoidi tumorali colorettali 3D derivati dal paziente

In questo poster, il dott. Lim affronta le sfide associate all’uso dei PDO e dimostra la loro utilità per applicazioni ad alto rendimento. Descrive un flusso di lavoro automatizzato di fine rapporto a partire dagli organoidi del carcinoma colorettale (CRC) pronti per il saggio espansi in un bioreattore.

  1. Ha sviluppato un processo semi-automatizzato per la produzione controllata di PDO. Il bioreattore mantiene un ambiente che garantisce un costante rilascio di nutrienti e fattori di crescita nella coltura, prevenendo al contempo l’accumulo di tossine. Questo metodo determina la produzione su larga scala di organoidi pronti per il dosaggio che sono uniformi per dimensioni e hanno un’elevata vitalità.
  2. Sviluppati metodi di automazione per semplificare la gestione dei saggi basati su organoidi.
  3. Modello di deep learning basato su immagini sviluppato per l'analisi
  4. Mostrare l’uso di un approccio ad alta dimensionalità per la profilazione degli organoidi

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Una soluzione a scomparsa per valutare gli effetti dei farmaci sugli organoidi tumorali derivati da pazienti

Cathy Olsen, PhD
Scienziato senior delle applicazioni

Le linee cellulari tumorali cresciute come colture monostrato (2D) sono da tempo utili surrogati sperimentali per i tumori. Negli ultimi anni, la coltura 3D delle cellule tumorali, spesso insieme ad altri tipi di cellule in formati in cui possono formare strutture multistrato, sta consentendo nuovi modelli per la ricerca sul tumore che sono considerati biologicamente più rilevanti. Gli organoidi tumorali derivati dal tessuto del paziente offrono ai ricercatori un sistema modello di malattia altamente rilevante, poiché questi organoidi e i pazienti da cui sono stati derivati hanno dimostrato di rispondere in modo simile ai farmaci.
Cathy Olsen dimostra una soluzione a scomparsa per valutare gli effetti del farmaco sugli organoidi tumorali derivati dal paziente

La caratterizzazione della risposta degli organoidi al trattamento farmacologico candidato è un potente strumento di ricerca che fornisce una grande quantità di informazioni dettagliate, ma lo screening di un gran numero di composti richiede uno sforzo significativo e tempo pratico. L’ottimizzazione del processo è importante per una rapida identificazione dei composti che possono essere seguiti con studi più dispendiosi in termini di tempo. In questo poster, il dott. Olsen dimostra i metodi per le analisi dei parametri chiave come la vitalità cellulare che consentono una rapida identificazione di farmaci candidati efficaci e possono essere combinati o seguiti con analisi delle immagini più complesse. I risultati dei saggi di vitalità vengono ulteriormente accelerati attraverso l'automazione della manipolazione di reagenti e piastre, nonché dei protocolli di analisi preconfigurati.

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Automazione dell’intero flusso di lavoro per i saggi 3D sugli sferoidi tumorali con il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai

Oksana Sirenko, PhD
Sviluppo saggio ricercatore senior

Trovare combinazioni farmacologiche efficienti per trattare i pazienti oncologici è fondamentale per il successo della terapia. Di conseguenza, vi è un’esigenza critica di sviluppare metodi per testare in modo efficiente l’efficacia del farmaco per scoprire nuovi target terapeutici. I modelli di tumore 3D sono strumenti molto preziosi per la ricerca sul cancro e lo sviluppo di farmaci, tuttavia, la complessità dell’esecuzione di saggi 3D rimane un ostacolo per l’ampia adozione di questi metodi per lo screening dei composti.
Oksana Sirenko descrive il flusso di lavoro automatizzato per i saggi 3D sugli sferoidi tumorali con il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai

In questo poster, la dott.ssa Sirenko descrive come ha automatizzato il processo di coltura cellulare e i saggi end-point per scalare i complessi saggi basati su cellule 3D e lo screening dei composti. Successivamente, spiega come abbiamo sviluppato metodi di automazione dei metodi di coltura cellulare utilizzando il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai. Il sistema CellXpress.ai consente l'automazione completa dei saggi 2D o 3D per flussi di lavoro complessi prolungati e fornisce placcatura, passaging, scambi di supporti e monitoraggio degli organoidi automatizzati, insieme al trattamento dei composti e ai saggi endpoint.

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Prathyushakrishna Macha, PhD
Oksana Sirenko, PhD

Gli organoidi neurali 3D provenienti da cellule staminali pluripotenti indotte dall’uomo (iPSC) sono una tecnologia in rapido sviluppo con un grande potenziale per comprendere lo sviluppo cerebrale e le malattie neuronali. Un approccio parallelo promettente consiste nell’assemblare strutture simili a sferoidi 3D o “neurosfere” utilizzando combinazioni definite di cellule umane completamente differenziate derivate da iPSC in tricoltura, tra cui neuroni glutammatergici, neuroni GABAergici e astrociti.
Oksana Sirenko parla della caratterizzazione funzionale delle neurosfere 3D sane e correlate alla malattia di Alzheimer

Scarica il nostro poster per scoprire come questo sistema biologico di neurosfere 3D assemblate da tipi di cellule umane derivate da iPSC dimostra uno strumento promettente per la modellazione delle malattie e il test dei composti.

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Trasforma le complessità della coltura cellulare 3D in una scienza affidabile e traducibile: Automazione della coltura degli organoidi 3D e dell’analisi degli organoidi.

Oksana Sirenko, PhD
Sviluppo saggio ricercatore senior

L’abbandono della pipeline terapeutica può spesso essere attribuito alla mancanza di efficacia traslazionale dalla fase preclinica alla clinica. Gli organoidi mostrano una grande promessa come elemento rivoluzionario nella modellazione delle malattie e nello screening farmacologico, poiché assomigliano meglio alla struttura e alla funzionalità dei tessuti e mostrano risposte più predittive ai farmaci. Tuttavia, le sfide associate all’adozione pratica degli organoidi, come la complessità del saggio, la riproducibilità e la capacità di scalare, hanno limitato la loro adozione diffusa come metodo di screening primario nella scoperta farmacologica.
Oksana Sirenko presenta i risultati dell’automazione della coltura 3D degli organoidi e dell’analisi degli organoidi

Per alleviare i colli di bottiglia derivanti da protocolli manuali laboriosi, abbiamo sviluppato il sistema automatizzato di coltura cellulare CellXpress.ai. Questa soluzione rivoluzionaria automatizza l’intero processo di coltura degli organoidi per flussi di lavoro prolungati e complessi. Il sistema CellXpress.ai utilizza il machine learning per gestire autonomamente lo scambio di supporti, la placcatura, il passaggio, il monitoraggio degli organoidi, i saggi degli endpoint e l'analisi delle immagini complesse. Qui presentiamo i risultati dell’automazione di diversi protocolli di organoidi comunemente utilizzati, tra cui la coltura di organoidi 3D nelle cupole di matrice o nelle piastre a basso fissaggio.

Qui, il Dott. Sirenko presenta i risultati dell’automazione di diversi protocolli di organoidi comunemente utilizzati, compresa la coltura di organoidi 3D nelle cupole di matrice o nelle piastre a basso fissaggio.

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Il futuro della coltura cellulare è supportato dall’apprendimento automatico e dalla scienza basata sui dati.

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