ImageXpress HCS.ai – Hệ thống khảo sát tế bào tự động

Hình ảnh và phân tích tế bào 3D

Các mô hình tế bào ba chiều (3D) có liên quan về mặt sinh lý và thể hiện chặt chẽ hơn các vi môi trường mô, tương tác giữa tế bào với tế bào và các quá trình sinh học diễn ra trong cơ thể sống. Giờ đây, người dùng có thể tạo ra nhiều dữ liệu dự đoán hơn bằng cách kết hợp các công nghệ như hệ thống ImageXpress với Mô-đun phân tích 3D tích hợp trong phần mềm MetaXpress ®. Giao diện duy nhất này sẽ cho phép đáp ứng các thách thức về thu thập và phân tích 3D mà không ảnh hưởng đến thông lượng hoặc chất lượng dữ liệu, giúp đưa ra những quyết định đáng tin cậy cho nghiên cứu.

Nghiên cứu về COVID-19 và bệnh truyền nhiễm

Molecular Devices đề cập đến các ứng dụng phổ biến trong nghiên cứu bệnh truyền nhiễm bao gồm phát triển dòng tế bào, ái lực liên kết, trung hòa vi-rút, nồng độ vi-rút và nhiều hơn nữa với nỗ lực tập trung vào việc tìm hiểu vi-rút SARS-CoV-2 để phát triển các liệu pháp tiềm năng cho COVID-19 bao gồm vắc-xin, liệu pháp điều trị và chẩn đoán.

In tế bào

In tế bào là một xét nghiệm dựa trên hình ảnh đa thành phần, có hàm lượng cao được sử dụng để lập hồ sơ tế bào học. Trong xét nghiệm In tế bào, có tới sáu loại thuốc nhuộm huỳnh quang được sử dụng để đánh dấu các thành phần khác nhau của tế bào bao gồm nhân, lưới nội chất, ty thể, bộ khung tế bào, bộ máy Golgi và RNA. Mục tiêu là “vẽ” càng nhiều tế bào càng tốt để chụp được hình ảnh đại diện của toàn bộ tế bào.

Tế bào trong chất nền ngoại bào

Một cách phổ biến để nuôi cấy tế bào trong không gian ba chiều là thông qua việc sử dụng hydrogel dựa trên chất nền ngoại bào, chẳng hạn như Matrigel. Các tế bào được nuôi cấy trong chất nền ngoại bào (ECM) để mô phỏng môi trường trong cơ thể sống. Sự khác biệt giữa Matrigel và nuôi cấy tế bào 2D có thể dễ dàng nhận thấy qua hình thái tế bào, độ phân cực tế bào và/hoặc biểu hiện gen khác nhau của chúng. Hydrogel cũng có thể cho phép nghiên cứu về sự di chuyển của tế bào và sự hình thành cấu trúc 3D, chẳng hạn như sự hình thành ống tế bào nội mô trong các nghiên cứu về quá trình hình thành mạch máu.

Mô hình bệnh

Hệ thống mô hình bệnh có phạm vi về độ phức tạp và quy mô từ nuôi cấy tế bào 2D đơn giản đến các sinh vật mô hình phức tạp. Mặc dù các sinh vật mô hình cung cấp bối cảnh in vivo, nhưng chúng thường tốn kém và có thể không đại diện cho sinh học của con người. Mặt khác, mặc dù các hệ thống nuôi cấy tế bào 2D truyền thống đã được sử dụng trong nhiều năm, nhưng chúng có những hạn chế trong việc đại diện cho cấu trúc ba chiều phức tạp và các tương tác tế bào được tìm thấy trong các mô sống. Do đó, nuôi cấy tế bào 3D đã nổi lên như một hệ thống mô hình hấp dẫn để mô hình hóa bệnh.

Khám phá và phát triển thuốc

Cứ mỗi loại thuốc đạt đến đích, chín loại khác lại không thành công. Tỷ lệ thất bại đáng báo động này có thể bắt nguồn từ việc phụ thuộc vào nuôi cấy tế bào 2D không mô phỏng chặt chẽ sinh học phức tạp của con người, thường dẫn đến dự đoán không chính xác về tiềm năng của thuốc và kéo dài thời gian phát triển thuốc.

Hình ảnh tế bào sống

Chụp ảnh tế bào sống là nghiên cứu về cấu trúc và chức năng của tế bào trong tế bào sống thông qua kính hiển vi. Nó cho phép hình dung và định lượng các quá trình tế bào động theo thời gian thực.

Chụp ảnh tế bào sống bao gồm nhiều ứng dụng sinh học, từ xét nghiệm động học dài hạn đến gắn nhãn huỳnh quang vào tế bào sống.

Sự phát triển của sợi thần kinh / Theo dõi sợi thần kinh

Các tế bào thần kinh tạo ra các kết nối thông qua các phần mở rộng của cơ thể tế bào của chúng được gọi là các quá trình. Hiện tượng sinh học này được gọi là sự phát triển của sợi thần kinh . Việc hiểu các cơ chế truyền tín hiệu thúc đẩy sự phát triển của sợi thần kinh cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị về phản ứng độc thần kinh, sàng lọc hợp chất và để giải thích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tái tạo tế bào thần kinh. Sử dụng hệ thống ImageXpress Micro kết hợp với Phần mềm phân tích hình ảnh MetaXpress , có thể chụp ảnh và phân tích sự phát triển của sợi thần kinh tự động cho các xét nghiệm tế bào dựa trên phiến kính hoặc vi đĩa.

Ung thư học – Nghiên cứu ung thư

Các nhà nghiên cứu ung thư cần các công cụ cho phép họ dễ dàng nghiên cứu các tương tác phức tạp và thường ít được hiểu rõ giữa các tế bào ung thư và môi trường của chúng, và xác định các điểm can thiệp điều trị. Tìm hiểu về các thiết bị và phần mềm hỗ trợ nghiên cứu ung thư bằng cách sử dụng, trong nhiều trường hợp, các mô hình tế bào 3D có liên quan về mặt sinh học như hình cầu, cơ quan và hệ thống cơ quan trên chip mô phỏng môi trường trong cơ thể sống của khối u hoặc cơ quan.

Organ-on-a-Chip

Organ-on-a-chip (OoC) là công nghệ sử dụng các kỹ thuật chế tạo vi mô để tạo ra các mô hình thu nhỏ của các cơ quan sinh học, chẳng hạn như phổi, tim hoặc ruột, trên một thiết bị có kích thước bằng chip. Các thiết bị chế tạo vi mô này bao gồm các tế bào sống được nuôi cấy trên một nền tảng vi mô và mô phỏng cấu trúc và chức năng của cơ quan mà chúng đại diện. Các tế bào thường được sắp xếp theo cách mô phỏng cấu trúc ba chiều tự nhiên của cơ quan và được truyền dịch, chẳng hạn như máu hoặc không khí, để đại diện cho môi trường sinh lý của cơ quan.

Organoids

Organoid là các mô vi mô đa bào ba chiều (3D) được thiết kế để mô phỏng chặt chẽ cấu trúc và chức năng phức tạp của các cơ quan của con người. Organoid thường bao gồm một nền nuôi cấy tế bào đồng thời thể hiện trình tự tự lắp ráp cao để cho phép thể hiện tốt hơn các phản ứng và tương tác phức tạp của tế bào trong cơ thể sống, so với các nền nuôi cấy tế bào 2D truyền thống.

Spheroids

Spheroids là cấu trúc 3D đa bào mô phỏng phản ứng và tương tác của tế bào trong cơ thể sống. Chúng có khả năng tái tạo cao và được mở rộng để sàng lọc hàm lượng cao. So với các tế bào bám dính được nuôi cấy trong các lớp đơn 2D, các điều kiện tăng trưởng 3D được cho là phản ánh chặt chẽ hơn môi trường tự nhiên của các tế bào ung thư. Việc thu thập các phép đo từ các cấu trúc lớn hơn này bao gồm việc thu thập hình ảnh từ các độ sâu khác nhau (mặt phẳng z) bên trong thân spheroid và phân tích chúng ở dạng 3D hoặc thu gọn các hình ảnh thành cấu trúc 2D xếp chồng duy nhất trước khi phân tích.

Nghiên cứu tế bào gốc

Tế bào gốc đa năng có thể được sử dụng cho các nghiên cứu về sinh học phát triển hoặc biệt hóa thành nguồn tế bào đặc hiệu của cơ quan và được sử dụng cho các xét nghiệm dựa trên tế bào sống hoặc cố định trên các phiến kính hoặc trong các đĩa nhiều giếng. Hệ thống ImageXpress có tiện ích trong mọi phần của quy trình làm việc của nhà nghiên cứu tế bào gốc, từ theo dõi sự biệt hóa, đến kiểm soát chất lượng, đến đo chức năng của các loại tế bào cụ thể.

Tế bào T và mô hình tế bào 3D cho liệu pháp miễn dịch

Sử dụng sức mạnh của tế bào T với các cơ quan và hình cầu để nghiên cứu liệu pháp điều trị ung thư Liệu pháp miễn dịch, tận dụng hệ thống miễn dịch để nhắm mục tiêu cụ thể vào các tế bào ung thư, đang ngày càng được chú ý như một hình thức điều trị ung thư bổ sung. Các liệu pháp này bao gồm tế bào T CAR (tế bào T được thiết kế bằng thụ thể kháng nguyên khảm), tế bào lympho xâm nhập khối u (TIL) và các tế bào T biến đổi gen khác.

Tăng cường tuyển dụng tế bào T và hoạt động gây độc tế bào là rất quan trọng đối với liệu pháp miễn dịch ung thư thành công. Trong nghiên cứu khoa học tiền lâm sàng, các mô hình tế bào 3D có lợi thế hơn so với nuôi cấy đơn lớp 2D bằng cách mô phỏng tốt hơn môi trường vi mô khối u ức chế miễn dịch (TME). Ví dụ, các cơ quan có nguồn gốc từ bệnh nhân (PDO) vượt trội hơn so với nuôi cấy đơn lớp 2D truyền thống vì chúng sao chép tốt hơn các tín hiệu vật lý và hóa học của TME.

Độc chất học

Độc chất học là nghiên cứu về tác động tiêu cực của hóa chất tự nhiên hoặc nhân tạo lên cơ thể sống. Đây là mối quan tâm ngày càng tăng trên thế giới ngày nay khi chúng ta tiếp xúc với ngày càng nhiều hóa chất, cả trong môi trường và trong các sản phẩm chúng ta sử dụng.