SUN Bioscience verwendet das ImageXpress® Micro Confocal High-Content Imaging System für die Abbildung einer Organoid-Plattform mit hohem Durchsatz
TEAM-MITGLIEDER
Maria Clapés Cabrer
SUN bioscience
VERWENDETE PRODUKTE
ImageXpress Micro Confocal
IN Carta Bildanalyse-Software
Die Herausforderung
Eine der größten Herausforderungen für Forscher, die mit komplexen dreidimensionalen (3D) Mikrogeweben arbeiten, ist das Sammeln von genauen und zuverlässigen Bildern und Daten mit hohem Durchsatz. Die Innovationen von SUN bioscience auf dem Gebiet der Organoid- und 3D-Zellkultur zielen darauf ab, die Organoid-Kultur durch ihre firmeneigene Hochdurchsatz-Mikrotiterplatten-Plattform Gri3D® zu standardisieren.
Gri3D-Mikrotiterplatten ermöglichen die Erzeugung mehrerer Organoide ähnlicher Größe in der gleichen Brennebene, was weniger Zeit für das Imaging und weniger Speicherplatz für die Bilder erfordert. Um jedoch alle Vorteile zu nutzen, ist ein Hochdurchsatz- und High-Content-3D-Imaging-System erforderlich, das Forschern den Weg zu Organoid-Assays mit höherem Durchsatz ebnet. Wichtig ist eine solche Lösung nicht nur für die Kunden von SUN bioscience, sondern auch für das Unternehmen selbst, da es eigene Platten entwickelt, Proof-of-Concept-Studien erstellt und demonstriert, was mit seinen Lösungen möglich ist.
Die Lösung
SUN bioscience hat festgestellt, dass sich das ImageXpress Micro Confocal High-Content Imaging System von Molecular Devices gut mit ihrem Gri3D kombinieren lässt, um eine Plattform zu schaffen, die ein High-Content-Imaging von Organoiden mit hohem Durchsatz ermöglicht, die Datenpunktsammlung maximiert und die Imaging-Zeit reduziert. Das ImageXpress Micro Confocal beschleunigt den Imaging-Prozess erheblich und ermöglicht In-situ-Hellfeld- und Fluoreszenz-Imaging direkt auf der Platte bei unterschiedlichen Vergrößerungen (niedrig bei 4x, mittel bei 10-20x und hoch bei 40x). Dies beschleunigt nicht nur die Assays, sondern ermöglicht auch ein schnelleres und effizienteres Imaging mit anschließender Analyse. Das Hellfeld-Imaging im Zeitverlauf liefert Informationen über die Dynamik der Organoidentwicklung. Dieser labelfreie Imaging-Ansatz in Verbindung mit der KI-gestützten IN CARTA(r)-Bildanalysesoftware wird von SUN bioscience zur Analyse und Charakterisierung der einzelnen Organoide eingesetzt.
Verwendete Produkte
Das ImageXpress Micro Confocal System ist eine High-Content-Lösung, die zwischen Weitwinkel- und konfokalem Imaging von fixierten und Lebendzellen wechseln kann. Es kann hochqualitative Aufnahmen von ganzen Organismen, dicken Geweben, 2D- und 3D-Modellen und zellulären oder intrazellulären Ereignissen erfassen. Die konfokale Spinning-Disk und die sCMOS-Kamera ermöglichen das Imaging von schnell ablaufenden und seltenen Ereignissen wie dem Kontrahieren von Herzzellen und der Stammzelldifferenzierung. Mit der MetaXpress Software und einer Auswahl an flexiblen Optionen wie Wasserimmersionsobjektiven ermöglicht das System viele konfokale Imaging-Anwendungen, von der 3D-Assay-Entwicklung bis hin zum Screening.
Die Ergebnisse
Bisher hat SUN bioscience mehrere Assays mit dem ImageXpress-System durchgeführt, darunter die Überwachung einzelner Organoide im Hellfeld, Proof-of-Concept-Screens an gastrointestinalen Organoiden und Krebstumoroiden der Bauchspeicheldrüse sowie die Modellierung von entzündlicher Darmerkrankung – insbesondere die Auswirkungen eines Zytokin-Cocktails auf die Überlebensfähigkeit und das Zytoskelett menschlicher rektaler Organoide.
Reaktion von aus Patienten mit Bauchspeicheldrüsenkrebs stammenden Organoiden, die für 72 Stunden krebshemmenden Verbindungen ausgesetzt waren. A. TL-Bilder vor (0 h) und nach (72 h) Exposition und maximale Projektionsbilder von Organoiden nach Live/Dead-Assay nach 72 Stunden. Grün: Calcein AM, lebend; rot: EthD-1, tot. B. Verhältnis der Intensität von Ethidium-Homodimer-1 (EthD-1) zu Calcein-AM. C. Graustufen-Nichtnormalitätsfaktor (GLNN) von TL-Bildern. Die Fehlerbalken zeigen die Standardabweichung. Jeder Punkt steht für ein Organoid. Einseitige ANOVA Dunnett's mehrfache Vergleiche, **P < 0,01, P**** < 0,0001, ns: nicht signifikant. Größe des Mikrowells: 500 µm
Konfokale Bilder mit starker Vergrößerung von menschlichen Rektalorganoiden, die proinflammatorischen Zytokinen ausgesetzt waren. 40X-Bilder in einer Ebene von F-Actin (magenta) und DAPI (blau). Die Pfeile zeigen die Bereiche an, in denen das F-Actin-Signal sowohl unter Kontroll- als auch unter Infliximab-Bedingungen eine definierte Struktur aufweist. Die Delokalisierung von F-Aktin wird unter der Bedingung des proinflammatorischen Cocktails besonders deutlich.