התמיינות תאי גזע פלוריפוטנטיים המושרים על ידי בני אדם לתאי עצב במערכי מיקרו-אלקטרודות

רלוונטיות לתעשייה

הגזת תאי גזע פלוריאנטים אנושיים מושריים (hiPSCs) לנוירונים תפקודיים על מערכי מיקרו-אלקטרודות מאפשרת יצירת מודלים עצביים ניתנים להרחבה ורלוונטיים לבני אדם עבור גילוי תרופות בשלבים מוקדמים ובדיקות נוירו-רעילות. פלטפורמה זו תומכת בביטחון חיזוי באימות מטרות ובהפחתת סיכונים מכניסטיים לצורך קבלת החלטות בנושאי פורטפוליו של מערכת העצבים המרכזית (CNS). שילוב של תרבית משותפת של אסטרוציטים ומדדי פעילות רשת כמותיים מציבים את זרימת העבודה הזו בנקודת מפנה קריטית עבור מו"פ במדעי העצבים התרגומיים.

יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה

גילוי מוקדם ותיקוף מטרה

• מקל על בחינה של מסלולי התמיינות נוירונלית ויצירת רשתות סינפטיות.
• מאפשר תיקוף פונקציונלי של neurogenin-2 כמניע של התמיינות לשושלת עצבית.
• תומך בביטחון ניבוי לגבי מעורבות של מטרות עצביות רלוונטיות לבני אדם.

סריקה ופיתוח בדיקה

• מספק מערכת הניתנת לשחזור להפקת נוירונים קורטיקליים מעוררים מ-hiPSCs.
• מספק נתוני פלט אלקטרופיזיולוגיים כמותיים באמצעות מערכי מיקרו-אלקטרודות להערכת תרכובות.
• מסטנדרט את תנאי השיתוף-תרביות (co-culture) עם אסטרוציטים כדי לשפר את העמידות והשחזוריות של הבדיקה.

מחקר תרגומי ופרה-קליני

• מתאימה את הפעילות של רשת נוירונלית in vitro עם נקודות קצה תפקודיות הרלוונטיות למחלה.
• מאפשר רציפות ממחקרים מכניסטיים בשלב הגילוי ועד להערכת נוירוטוקסיות פרה-קלינית.
• תומך בקידום מותאם-סיכון של מועמדים לטיפול במערכת העצבים המרכזית (CNS), המבוסס על נתונים המופקים מתאי אדם.

שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד

שיטה זו מגשרת בין שלבי הגילוי המוקדמים לתהליכי העבודה הפרה-קליניים, על ידי כך שהיא מאפשרת יצירה מהירה של נוירונים אנושיים תפקודיים לצורך ניתוח פעילות רשתית.

• ביולוגיה של הגילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי מנגנוני התמיינות עצבית וקישוריות סינפטית.
• סריקה: מספק תרביות נוירונליות מוכנות לבדיקה עם קריאות אלקטרופיזיולוגיות כמותיות.
• אנליטיקה: מאפשר מדידה של פעילות רשת והשוואה של נקודות קצה תפקודיות בין תנאים שונים.
• מחקר תרגומי: מקשר בין תפקוד נוירונלי in vitro לבין מידול מחלות פרה-קליני כאשר הוא נתמך על ידי נתוני פעילות רשת.
• שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה ניתנת להרחבה ולשימוש חוזר עבור גילוי תרופות למערכת העצבים המרכזית (CNS) ותהליכי עבודה של נוירו-טוקסיות.

השפעה תפעולית וארגונית

• ערך מדעי: מגביר את הביטחון החזוי בתיקוף מטרות עצביות ובהפחתת סיכונים מכניסטיים.
• ערך תפעולי: מבצע סטנדרטיזציה של דיפרנציאציה עצבית ומדידת פעילות רשת לצורך הדירות.
• ערך אסטרטגי: משפר החלטות go/no-go עבור נכסי מערכת העצבים המרכזית (CNS) על ידי אספקת נתונים תפקודיים רלוונטיים לבני אדם.
• השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכונים של מועמדים ל-CNS על בסיס נקודות קצה עצביות כמותיות.

שיקולי יישום

• דורש מומחיות בגידול hiPSC, דיפרנציאציה עצבית ואנליזה אלקטרופיזיולוגית.
• נדרשת גישה למכשור של מערך מיקרו-אלקטרודות (micro-electrode array) ותשתיות לתרבית תאים.
• דורש סטנדרטיזציה בין-צוותית של הכנת התאים, הזריעה ותנאי המדיום.
• ייתכן שיהיה צורך בהתאמה עבור שורות hiPSC שונות או מודלים של מחלות.
• המגבלות כוללות תלות בתרבית משותפת (co-culture) של אסטרוציטים ושונות פוטנציאלית בבשלות הרשת.

שאלות נפוצות בנושאי ביו-פארמה