טכניקת תרבית משותפת להבחנה של תאי אב עצביים אנושיים לתאי עצב

רלוונטיות תעשייתית למסמך סיכום

גזירה של תאי אב עצביים אנושיים לנוירונים תפקודיים היא שלב קריטי בתיקוף מטרות עבור מודלים של מחלות ניווניות של מערכת העצבים. טכניקת תרבית-משותפת זו מגבירה את רמת הביטחון בתוצאות החיזוי על ידי אספקת מערכת רלוונטית למחלה התומכת בהפחתת סיכונים מכניסטיים של היפותזות טיפוליות. גישה זו מאפשרת הכנה בקנה מידה רחב של פנוטיפים עצביים מתוקפים עבור פיתוח בדיקות המשך ומסעות סריקה.

יישומים אסטרטגיים במו"פ של ביו-פארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• ערך מדעי: מאפשר בחינה של היפותזות טיפוליות באמצעות גזירה של NPC אנושיים לנוירונים בסביבה מיקרובית רלוונטית פיזיולוגית.
• ערך תפעולי: מספק מערכת הניתנת לשחזור לצורך תיקוף תפקודי של מטרות באמצעות NPC אנושיים המסומנים בفلורסצנציה.
• ערך חיזוי: תומך במיון פורטפוליו על ידי יצירת נוירונים רלוונטיים למחלה המציגים פנוטיפים בוגרים, הכוללים שלוחות מוארכות וחיבורים סינפטיים.

סריקה ופיתוח בדיקות (Assay)

• מוכנות הבדיקה: מייצר נוירונים אנושיים מובחנים המתאימים לבדיקות כמותיות מבוססות דימות תחת מיקרוסקופ קונפוקאלי.
• שחזוריות: תנאי תרבית משותפת סטנדרטיים עם אסטרוציטים של עכבר ונוירונים קורטיקליים של חולדה מקדמים בידול עקבי של NPC בין ניסויים שונים.
• יכולת הרחבה: הפרוטוקול תומך בזריעה בצפיפויות מוגדרות (5,000 cells/cm²), מה שמאפשר התאמה לפורמט של מספר בארות לצורך מסעות סריקה.

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• רלוונטיות למחלה: מייצר נוירונים ממקור אנושי המדמים ביולוגיה של מערכת העצבים, ובכך תומך בחקר של סממנים ביולוגיים תרגומיים.
• המשכיות פרה-קלינית: נוירונים מובחנים שומרים על חיוניות למשך 28 ימים לפחות, מה שמאפשר מחקר אורך של הבשלה ותפקוד נוירונלי.
• קידום מותאם סיכונים: מעקב פלואורסצנטי באמצעות tdTomato מאפשר ניטור לא פולשני של יעילות הבידול, ובכך מפחית את השונות בקבלת החלטות פרה-קליניות.

שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד

השיטה משתלבת ברצף הגילוי, החל מיצירת NPC מתאי גזע ועד לבדיקות נוירונליות תפקודיות, ובכך היא תומכת בזיהוי מועמדים (leads) באמצעות סריקה פנוטיפית של השפעות תרכובות על הבשלה וקישוריות.

• ביולוגיה של תגליות: בחינת השערות לגבי רמזים חיצוניים מאסטרוציטים ונוירונים קורטיקליים המניעים התמיינות של NPC והבשלה נוירונלית.
• סקרים: אספקת תרביות נוירונים סטנדרטיות עם קריאות פלואורסצנטיות לצורך דימוי אוטומטי או עתיר-תוכן של שינויים המושרים על ידי תרכובות בצמיחת נוריטים או ביצירת סינפסים.
• אנליטיקה: מאפשרת מדידות כמותיות של משתנים תלויים כגון אורך שלב, עוצמת פלואורסצנציה וקו-לוקליזציה של סמנים פרה- ופוסט-סינפטיים תחת מיקרוסקופ קונפוקאלי.
• מחקר תרגומי: שימוש ב-NPCs המופקים מ-iPSC אנושי כדי להגביר את הרלוונטיות של המין במודלים פרה-קליניים של הפרעות נוירולוגיות.
• שימוש חוזר ארגוני: ביסוס פלטפורמת התמיינות נוירונלית הניתנת לשימוש חוזר, שניתן ליישם על פני מספר מחלקות מטרה ותחומים טיפוליים במדעי המוח.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון בתיקוף המטרה על ידי הפחתת העמימות המכניסטית במסלולי בידול עצביים.
• ערך תפעולי: מבטיח הדירות באמצעות שלבי דיסוציאציה, זריעה והחלפת מדיום מוגדרים לאורך תקופת בידול של 28 ימים.
• ערך אסטרטגי: משפר את קבלת החלטות ה-go/no-go על ידי אספקת קריאות פנוטיפיות מוקדמות לגבי הבשלה וקישוריות עצבית.
• השפעה על הפורטפוליו: תומך בתיעדוף מותאם סיכון של תרכובות בהתבסס על השפעות במערכת של תרבית משותפת של נוירונים אנושיים.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בתרביות תאי גזע, בדיסוציאציה אנזימטית ובמיקרוסקופיה פלואורסצנטית.
• תלוי בגישה למיקרוסקופיה קונפוקאלית עם סטים של פילטרים המתאימים לגילוי tdTomato.
• מחייב סטנדרטיזציה של תחזוקת התרבית המשותפת (co-culture), כולל יחס אסטרוציטים-נוירונים ותדירות החלפת המדיום.
• כולל שיקולי התאמה בעת מעבר לקווי iPSC אנושיים שונים או לציפויים של מטריקס חוץ-תאי.
• מוגבל בשל אופיו הזנוגני של שכבת המזינים (feeder layer) של אסטרוציטים מעכבר ונוירונים מחולדה, דבר שעשוי להשפיע על קינטיקת ההבשלה של נוירונים אנושיים.

שאלות נפוצות בביופארמה