Yashraj Biotechnology nutzt den ImageXpress Nano, um die multiparametrische Bildgebung und Analysen maßgeblich zu verbessern
UNTERNEHMEN/UNIVERSITÄT
Yashraj Biotechnology Limited
TEAM-MITGLIEDER
Dr. Shweta Bhatt, Chief Scientific Officer and R&D Head
VERWENDETE PRODUKTE
ImageXpress® Nano Automated Imaging System
SpectraMax® iD5 Multi-Mode Microplate Reader
MetaXpress® High-Content Image Acquisition and Analysis Software
Die Herausforderung
Eine unerwartete Toxizität stellt in Forschungsgebieten wie der Kardiotoxizität, Hepatotoxizität und Neurotoxizität eine ernstzunehmende Komplikation bei der klinischen Therapie dar und ist eine der Hauptursachen für das Scheitern vielversprechender Wirkstoffkandidaten während der Entwicklung. Tierversuche wurden in der toxikologischen Forschung weit verbreitet angewendet, um eine präklinische Beurteilung der Sicherheit vieler verschiedener, in der Entwicklung befindlicher therapeutischer Wirkstoffe durchzuführen. Spezies-spezifische Unterschiede bei der Überwindung der Blut-Hirn-Schranke und der Verstoffwechselung von Wirkstoffen sowie der damit verbundenen Toxizität tragen zum Scheitern von Wirkstoffstudien beim Übergang von Tiermodellen zum Menschen bei. Das in der Wirkstoffforschung bestehende Beurteilungssystem stützt sich auf immortalisierte Zelllinien, Tiermodelle menschlicher Erkrankungen und klinische Studien mit Menschen. Außerdem zeigen Wirkstoffkandidaten, die in der präklinischen Phase als sicher eingestuft wurden, in der klinischen Phase oft toxische Wirkungen. Im Durchschnitt werden nur etwa 16 % der Wirkstoffe für die Anwendung beim Menschen zugelassen.
Vor der Umstellung auf das ImageXpress Nano verwendete Yashraj Biotechnology ein Phasenkontrast- und Fluoreszenzmikroskop, stellte jedoch fest, dass sie nicht in der Lage waren, Z-Stapel von Sphäroiden / Organoidmodellen aufzunehmen, und über keine Bildanalyse-Software verfügten.
– Dr. Shweta Bhatt, Chief Scientific Officer, Yashraj Biotechnology
Die Lösung
Yashraj Biotechnology entwickelt Spitzenforschung im Stammzellbereich, und das ImageXpress Nano Automated Imaging System hat es ihnen ermöglicht, ihre selbst entwickelten, aus iPSC erzeugten Hepatozyten, Kardiomyozyten und neuralen Zellen sowie mehrere multiparametrische Assays unterschiedlicher Art besser bildlich zu erfassen.
MetaXpress Software zur High-Content-Bilderfassung und -analyse
ImageXpress Nano Automatisiertes
Bilderfassungs-System
SpectraMax iD3 und iD5 Multi-Mode-Mikroplatten-Reader
Verwendete Produkte
Das ImageXpress® Nano automatisierte Bildgebungssystem bietet eine lange Haltbarkeit, Solid-State, Beleuchtungsmaschinerie und Optik, um zuverlässig die richtige Assay-Empfindlichkeit zu liefern. Erfassen Sie mit dieser leistungsstarken und flexiblen Fluoreszenzmikroskopie-Lösung die Details einer Vielfalt von zellulären und subzellulären Assays. Das System umfasst die MetaXpress® High-Content Image Acquisition and Analysis Software und Werkzeuge für das 2D- und 3D-Imaging sowie die Zeitraffer-Analyse. Eine ganze Bandbreite an Anforderungen, von der einfachen Bedienung bis hin zum laboreigenen Assay-Design, wird ebenfalls erfüllt.
Die SpectraMax® iD3 und iD5 Multi-Mode-Mikroplatten-Reader messen Absorption, Fluoreszenz und Lumineszenz. Zusätzlich misst der iD5-Reader TRF und FP und kann so erweitert werden, dass er auch TR-FRET, HTRF®, BRET, Dual-Luciferase Reporter Assays mit Injektoren und Western Blot-Nachweise bietet. Mit optimierten Reagenzien, der Option zur Steuerung der Reader über das Touchscreen oder einen Computer und der branchenführenden SoftMax® Pro Software bietet der Reader einen umfassenden Fahrschein für bahnbrechende Forschung.
Die Ergebnisse
„Das ImageXpress Nano Automated Imaging System bietet beim Imaging vielfältiger Proben, angefangen bei 3D-Zellaggregaten bis hin zu ganzen Zellen und subzellulären Organellen, ein gutes Maß an Flexibilität. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fluoreszenzmikroskopen ermöglicht das [ImageXpress Nano] die Fokussierung über verschiedene Ebenen einer 3D-Struktur (Sphäroide / Organoide) hinweg. Es ermöglicht auch die Kontrolle der Probenumgebung durch vorkonfigurierte Feuchtigkeits-, CO2- und Temperatureinstellungen für Zeitrafferexperimente und Lebendzell-Imaging-Anwendungen. Die MetaXpress® High-Content Image Acquisition and Analysis Software ermöglicht Imaging und Analysen in bestimmten Arten von Experimenten durch vordefinierte Protokolle und bietet gleichzeitig die Flexibilität, benutzerdefinierte Protokolle zu erstellen. Alles in Allem ist das ImageXpress Nano System eine großartige Plattform für das multiparametrische und das High-Throughput-Imaging sowie die zugehörigen Analysen.“ – Dr. Shweta Bhatt, Chief Scientific Officer, Yashraj Biotechnology
Abbildung: Neuritenauswuchs-Assay: Repräsentative Aufnahmen von aus iPSCs gewonnenen Motoneuronen des Vorderhirns mit einer ß-Tubulin-Färbung (grün), gezeigt für unbehandelte und Taxol-behandelte Zellen. Motoneurone des Vorderhirns, die drei Tage lang mit Verbindungen behandelt, dann fixiert und mit Anti-ß-Tubulin (TUJ-1) gefärbt wurden.
Abbildung: Pluripotente iPS-Zellen exprimieren Pluripotenzmarker. (A) Oct-4, (B) Nanog, (C) SSEA4. Die Zellkerne wurden mit DAPI (blau) gegengefärbt.
Abbildung: Zerstörung des Zytoskeletts: Repräsentative Aufnahmen von aus iPSC gewonnenen Hepatozyten mit Aktinfärbung (grün), gezeigt für unbehandelte und mit Latrunculin behandelte Zellen. Hepatozyten, die drei Tage lang mit Verbindungen behandelt, dann fixiert und mit Anti-Phalloidin-Aktin gefärbt wurden.
Abbildung: TUNEL-Assay: Repräsentative Aufnahmen von aus iPSC gewonnenen Kardiomyozyten mit TUNEL- (grün) und Propidiumiodid-Färbung (rot), gezeigt für unbehandelte und Doxorubicin-behandelte Zellen. Kardiomyozyten, die drei Tage lang mit Verbindungen behandelt, dann fixiert und mit TUNEL und Propidiumiodid gefärbt wurden.
Abbildung: Aus iPSCs gewonnene neuronale Vorläuferzellen exprimieren die neuronalen Vorläuferzellmarker PAX6 und Nestin. Die Zellkerne wurden mit DAPI (blau) gegengefärbt.
Abbildung: A. Aus iPSCs gewonnene Motoneurone des Vorderhirns exprimieren den neuronalen Marker Tuj1. B. Aus iPSC gewonnene Astrozyten exprimieren den neuronalen Marker GFAP. C. Aus iPSC gewonnene dopaminerge Neuronen des Mittelhirns exprimieren den neuronalen Marker Thymidinhydroxylase (TH). Die Zellkerne wurden mit DAPI (blau) gegengefärbt.