SLAS 2024 Reise ins Labor der Zukunft

Reise ins Labor der Zukunft: Visionäre Poster von Molecular Devices auf der SLAS 2024

Molecular Devices wird als „Labor des zukünftigen Unternehmens“ ausgezeichnet.

Aussteller, die die Auszeichnung SLAS2024 „Labor der Zukunft“ erhalten haben, haben bewiesen, dass sie in der Lage sind, Lösungen anzubieten, die über die reine automatisierte Instrumentierung hinausgehen. Vielmehr erweitern sie die Grenzen der aktuellen Technologie und beschreiten neue Wege, damit eine vollständige Integration der automatisierten Arbeitsabläufe im Labor erreicht wird.

Erkunden Sie sechs Poster mit dieser bahnbrechenden Innovation und stellen Sie die neuesten Fortschritte in der Laborforschung und -technologie vor. Diese Poster tauchen in die Welt der KI-gesteuerten Entscheidungsfindung, der automatisierten Zellkultur, der Organoidforschung und der Präzisionsmedizin ein und zeigen das Potenzial für bahnbrechende Entdeckungen. Entdecken Sie die Zukunft der Zellkultur und wie die Automatisierung die Reproduzierbarkeit und Standardisierung revolutioniert und gleichzeitig das Versprechen von Organoiden aus Patientensicht zur Verbesserung der therapeutischen Ergebnisse aufdeckt. Wir demonstrieren einen optimierten Prozess zur Beurteilung der Wirkung von Wirkstoffen auf 3D-Krebssphäroide und tauchen dann in den Bereich der Neurosphären und ihre Rolle bei der Modellierung der Alzheimer-Krankheit ein.

Machen Sie einen Schritt zurück in die Zukunft und besuchen Sie uns erneut bei SLAS 2024 – Lab of the Future, wo Wissenschaft und Technologie zusammenkommen, um die Zukunft der Medizin zu gestalten.

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CellXpress.ai Automatisiertes Zellkultursystem Automatisierte Workstation für reproduzierbare Organoidkultivierung

Felix Spira, PhD
Hardware Engineering and Applications Manager

In den letzten Jahren befürworten viele Publikationen das Versprechen von Organoiden, den Erfolg klinischer Studien zu verbessern und eine personalisierte Medizin zu ermöglichen. Die Organoid-Forschung leidet jedoch unter mangelnder Standardisierung und einer hohen Variabilität von Organoid zu Organoid. Diese Herausforderungen, zusammen mit schwierigen Kultivierungstechniken, behindern die breitere Akzeptanz von Organoid-Technologien. Um diese Einschränkungen zu überwinden, haben wir das CellXpress.ai Automated Cell Culture System entwickelt.
Felix Spira demonstriert das CellXpress.ai Automated Cell Culture System

Das CellXpress.ai-System ist eine hochintegrierte Workstation zur Erzeugung und Kultivierung von Organoiden, die modernste Hardware- und Softwaretechnologien mit fortschrittlicher biologischer Wissenschaft zur Automatisierung und Standardisierung des 2D- und 3D-Zellkulturprozesses integriert. Von der Wartung, Überwachung und Inkubation bis hin zum Imaging, der Analyse und der Datenverarbeitung liefert das CellXpress.ai Zellkultursystem konsistente, unverzerrte und biologisch relevante Ergebnisse im großen Maßstab. Um Wissenschaftler auf allen Ebenen ihrer Organoidforschung zu unterstützen, führt das System den Anwender durch die Einrichtung und Durchführung von iPSC-, Tumoroid- und aus adulten Stammzellen gewonnenen Organoid-Arbeitsabläufen.

Als Machbarkeitsnachweis demonstriert Dr. Spira die erfolgreiche Kultivierung von iPSC- und humanen intestinalen Organoid-Workflows über mehrere Passagen hinweg. Zu den Arbeitsabläufen gehören Zell-/Organoid-Seeding, Feeding und Passaging mit Inline-Überwachung und Bildanalyse und -klassifizierung im maschinellen Lernen.

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Skalierbare, von Patienten stammende 3D-Organoide für kolorektale Karzinome in High-Throughput-Anwendungen

Angeline Lim, PhD
Leitender Anwendungswissenschaftler

Viele Wirkstoffe gegen Krebs scheitern in den späteren Phasen der Wirkstoffentwicklungs-Pipeline und in klinischen Studien, obwohl sie in vitro vielversprechende Daten zu ihrer Wirksamkeit demonstrieren. 3D-Zellmodelle, insbesondere von Patienten stammende Organoide (PDOs), bieten eine vielversprechende Lösung für dieses Problem. Studien zeigen, dass Patienten und die von diesen stammenden Organoide in ähnlicher Weise auf Wirkstoffe reagieren, was auf den therapeutischen Wert einer Verwendung von PDOs zur Verbesserung der Behandlungsergebnisse hindeutet. Herausforderungen wie die Reproduzierbarkeit der Tests, die Skalierbarkeit und die Kosten haben jedoch die Verwendung von PDOs in den gängigen Pipelines der Wirkstoffentwicklung eingeschränkt.
Angeline Lim beschreibt einen automatisierten End-to-End-Arbeitsablauf mit aus Patienten gewonnenen 3D-Kolorektalkarzinom-Organoiden

In diesem Poster geht Dr. Lim auf die Herausforderungen ein, die mit der Verwendung von PDOs verbunden sind, und demonstriert deren Nutzen für Anwendungen mit hohem Durchsatz. Sie beschreibt einen automatisierten End-End-Arbeitsablauf, der mit assayfertigen kolorektalen Karzinom(CRC)-Organoiden beginnt, die in einem Bioreaktor expandiert wurden.

  1. Entwicklung eines halbautomatischen Prozesses für die kontrollierte Produktion von PDOs. Der Bioreaktor erhält eine Umgebung aufrecht, die eine konstante Zufuhr von Nährstoffen und Wachstumsfaktoren in die Kultur gewährleistet und gleichzeitig die Ansammlung von Toxinen verhindert. Diese Methode führt zur Produktion von Assay-fertigen Organoiden im großen Maßstab, die eine einheitliche Größe haben und eine hohe Überlebensfähigkeit aufweisen.
  2. Entwicklung von Automatisierungsmethoden zur Optimierung der Handhabung organoidbasierter Assays.
  3. Bildbasiertes Deep-Learning-Modell für die Analyse entwickelt
  4. Anwendung eines hochdimensionalen Ansatzes für das Organoid-Profiling

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Eine Lösung zur Beurteilung der Wirkung von Wirkstoffen auf von Patienten stammende Krebsorganoide

Cathy Olsen, PhD
Anwendungswissenschaftler

Krebszelllinien, die als Monolayer-Kulturen (2D) gezüchtet werden, dienen seit langem als praktische experimentelle Surrogate für Krebs. In den letzten Jahren ermöglicht die 3D-Kultur von Krebszellen, oft zusammen mit anderen Zelltypen in Formaten, in denen sie mehrschichtige Strukturen bilden können, neue Modelle für die Krebsforschung, die als biologisch relevanter gelten. Aus Patientengewebe gewonnene Krebsorganoide bieten Forschern ein hochgradig relevantes Krankheitsmodellsystem, da diese Organoide und die Patienten, von denen sie stammen, nachweislich ähnlich auf Wirkstoffe ansprechen.
Cathy Olsen demonstriert eine Walkaway-Lösung zur Beurteilung der Wirkung von Wirkstoffen auf von Patienten stammende Krebsorganoide

Die Beschreibung der organoiden Reaktion auf die Behandlung mit Wirkstoffkandidaten ist ein leistungsstarkes Forschungswerkzeug, das eine Fülle detaillierter Informationen liefert. Das Screening einer großen Anzahl von Verbindungen erfordert jedoch erheblichen Aufwand und praktische Zeit. Die Optimierung des Prozesses ist wichtig für die schnelle Identifizierung von Verbindungen, die mit zeitaufwändigeren Studien nachverfolgt werden können. In diesem Poster demonstriert Dr. Olsen die Methoden zur Analyse wichtiger Parameter wie der Zellviabilität, die eine schnelle Identifizierung wirksamer Wirkstoffkandidaten ermöglichen und mit komplexeren Bildanalysen kombiniert oder nachverfolgt werden können. Die Ergebnisse von Überlebensfähigkeits-Assays werden durch die Automatisierung der Handhabung von Reagenzien und Platten sowie durch vorkonfigurierte Analyseprotokolle weiter beschleunigt.

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Automatisierung des gesamten Arbeitsablaufs für 3D-Tumorsphäroid-Assays mit dem CellXpress.ai Automated Cell Culture System

Oksana Sirenko, PhD
Sr. Scientist Assay Development

Die Suche nach effizienten Wirkstoffkombinationen zur Behandlung von Krebspatienten ist entscheidend für den Therapieerfolg, insbesondere für seltene Tumorarten, die einer herkömmlichen Therapie widerstehen. Es besteht ein kritischer Bedarf an der Entwicklung von Methoden zur effizienten Prüfung der Wirksamkeit von Wirkstoffen in von Patienten gewonnenen Tumorproben, um neue therapeutische Ziele zu entdecken. 3D-Krebsmodelle sind sehr wertvolle Werkzeuge für die Krebsforschung und Wirkstoffentwicklung. Die Komplexität der Durchführung von 3D-Assays stellt jedoch nach wie vor eine Hürde für die breite Anwendung dieser Methoden für das Screening von Verbindungen dar.
Oksana Sirenko beschreibt den automatisierten Arbeitsablauf für 3D-Krebssphäroid-Assays mit dem CellXpress.ai Automated Cell Culture System

In diesem Poster beschreibt Dr. Sirenko, wie sie den Zellkulturprozess und Endpunkt-Assays automatisiert hat, um komplexe zellbasierte 3D-Assays und das Screening von Verbindungen zu erweitern. Sie erzählt dann, wie wir Methoden zur Zellkultur-Automatisierung mit dem CellXpress.ai Automated Cell Culture System entwickelt haben. Das CellXpress.ai-System ermöglicht die vollständige Automatisierung von 2D- oder 3D-Assays für längere komplexe Arbeitsabläufe und bietet automatisiertes Plattieren, Passieren, Medienaustausch und Organoid-Monitoring sowie Verbindungsbehandlungs- und Endpunkt-Assays.

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Prathyushakrishna Macha, Ph.D.
Oksana Sirenko, PhD

Neurologische 3D-Organoide aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSC) sind eine sich schnell entwickelnde Technologie mit großem Potenzial, die Entwicklung des Gehirns und neuronaler Erkrankungen zu verstehen. Ein vielversprechender paralleler Ansatz besteht darin, ähnliche Strukturen wie 3D-Sphäroide oder „Neurosphären“ zusammenzusetzen, indem definierte Kombinationen aus vollständig differenzierten humanen aus iPSC gewonnenen Zellen in Trikulturen verwendet werden, einschließlich glutamaterge Neuronen, GABAerge Neuronen und Astrozyten.
Oksana Sirenko erörtert die funktionelle Charakterisierung gesunder und Alzheimer-assoziierter 3D-Neurosphären

Laden Sie unser Poster herunter, um zu erfahren, wie dieses biologische System aus 3D-Neurosphären, die aus aus humanen iPSC-Zelltypen gewonnen wurden, ein vielversprechendes Werkzeug für die Krankheitsmodellierung und die Untersuchung von Verbindungen demonstriert.

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Verwandeln Sie die Komplexität von 3D-Zellkulturen in eine zuverlässige und übersetzbare Wissenschaft: Automatisierung von 3D-Organoidkulturen und Organoidanalysen.

Oksana Sirenko, PhD
Sr. Scientist Assay Development

Der Verlust in der therapeutischen Pipeline kann oft auf mangelnde translationale Wirksamkeit von der präklinischen Phase bis zur Klinik zurückgeführt werden. Organoide zeigen ein großes Versprechen als bahnbrechender Faktor in der Krankheitsmodellierung und dem Wirkstoffscreening, da sie der Gewebestruktur und -funktionalität besser ähneln und mehr prädiktive Reaktionen auf Wirkstoffe zeigen. Herausforderungen, die mit der praktischen Einführung von Organoiden verbunden sind, wie die Komplexität von Assays, die Reproduzierbarkeit und die Fähigkeit, das Scale-Up durchzuführen, haben jedoch ihre weit verbreitete Akzeptanz als primäre Screeningmethode in der Wirkstoffforschung eingeschränkt.
Oksana Sirenko präsentiert die Ergebnisse der Automatisierung von 3D-Organoidkulturen und Organoidanalysen

Um die Engpässe zu beseitigen, die mit arbeitsintensiven manuellen Protokollen einhergehen, haben wir das CellXpress.ai Automated Cell Culture System entwickelt. Diese revolutionäre Lösung automatisiert den gesamten Prozess der Organoid-Kultur für längere, komplexe Arbeitsabläufe. Das CellXpress.ai-System nutzt maschinelles Lernen, um Medienaustausch, Plattierung, Passaging, Organoid-Überwachung, Endpunkt-Assays und komplexe Bildanalysen autonom zu verwalten. Hier präsentieren wir Ergebnisse aus der Automatisierung mehrerer gebräuchlicher Organoid-Protokolle, einschließlich der Kultur von 3D-Organoiden in Matrixkuppeln oder Platten mit geringer Bindung.

Hier präsentiert Dr. Sirenko die Ergebnisse der Automatisierung mehrerer gebräuchlicher Organoidprotokolle, einschließlich der Kultur von 3D-Organoiden in Matrixkuppeln oder in Platten mit geringer Bindung.

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Die Zukunft der Zellkultur, unterstützt durch maschinelles Lernen und datengesteuerte Wissenschaft.

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