Approccio semplificato di imaging intravitale per il monitoraggio a lungo termine della dinamica del tessuto epiteliale su un microscopio confocale invertito
30 giugno 2023
Il protocollo presenta un nuovo strumento per semplificare l'imaging intravitale utilizzando la microscopia confocale invertita.
Abbiamo sviluppato uno strumento per eseguire l'imaging intravitale su topi vivi utilizzando un microscopio confocale invertito. Questo ci permette di monitorare le dinamiche delle cellule della pelle durante l'omeostasi e di confrontare i comportamenti delle cellule durante l'insorgenza e la progressione della malattia. La microscopia multifotone è l'approccio principale applicato per ottenere il tracciamento intravitale delle cellule.
Tuttavia, gli svantaggi di questi microscopi includono la limitata versatilità di imaging quotidiano, il costo elevato e la complessità tecnica. Il nostro nuovo strumento consente l'uso di versatili microscopi confocali invertiti per l'imaging intravitale in vivo. Modificando il file di progettazione, le dimensioni dell'inserto del tavolino possono essere personalizzate per adattarsi a qualsiasi marca di microscopio invertito.
Il foro dell'obiettivo può essere ridimensionato e riposizionato per adattarsi a qualsiasi modello animale e tessuto a scelta.
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Panoramica
Questo studio presenta uno strumento innovativo per eseguire l'imaging intravitale mediante microscopia confocale invertita in topi vivi, consentendo ai ricercatori di seguire la dinamica delle cellule cutanee durante l'omeostasi e la progressione delle malattie. Il nuovo strumento supera i limiti della microscopia a fotone multiplo, rendendo l'imaging intravitale più accessibile e versatile.
Componenti Chiave dello Studio
Area di Ricerca
- Immagini intravitali
- Dinamica delle cellule cutanee
- Tecniche di microscopia
Background
- Le attuali limitazioni della microscopia a multi-fotoni includono costi elevati e complessità tecnica.
- I microscopi confocali invertiti offrono opzioni di imaging versatili per tessuti vivi.
- Un design personalizzato permette l'adattamento a diversi modelli animali.
Metodi Utilizzati
- Microscopia confocale invertita con inserti personalizzati stampati in 3D
- Topi vivi come sistema biologico
- Configurazione personalizzabile per l'imaging di diversi tessuti
Risultati principali
- Acquisizione con successo di Z-stack di tessuto auricolare marcato con fluorescenza, con deriva minima.
- Acquisizione continua di cellule cutanee (positive per mCherry e GFP) per periodi di tempo prolungati.
- Convalidata l'efficacia degli inserti stampati in 3D per l'acquisizione in tempo reale stabile.
Conclusioni
- Questo studio dimostra un approccio innovativo per migliorare le capacità di imaging intravitale.
- Lo strumento potenzia la capacità di studiare la dinamica cellulare in modelli viventi, facendo progredire la ricerca in biologia cellulare.
Domande Frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
L'immagineggiatura intravitale a lungo termine della dinamica dei tessuti epiteliali è fondamentale per comprendere i comportamenti cellulari alla base dell'insorgenza e della progressione delle malattie. Questo approccio semplificato, che utilizza la microscopia confocale invertita, riduce le barriere tecniche e i costi, permettendo un'adozione più ampia dell'immagineggiatura in vivo nella ricerca biotecnologica e farmaceutica di scoperta. Una maggiore accessibilità a immagini in tempo reale stabili e quantitative supporta una maggiore affidabilità predittiva nelle fasi iniziali di validazione del bersaglio e negli studi meccanicistici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Consente l'osservazione diretta dei comportamenti cellulari vitali in ambienti tissutali integri.
- Permette la riduzione dei rischi meccanicistici monitorando le risposte cellulari durante l'insorgenza della malattia.
- Facilita la validazione funzionale degli obiettivi mediante il monitoraggio longitudinale della dinamica cellulare.
- Migliora l'affidabilità predittiva per la selezione iniziale del portafoglio.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Fornisce immagini validate e riproducibili di cellule marcate con fluorescenza in vivo.
- Fornisce output quantitativi in Z-stack per lo sviluppo di saggi affidabili.
- Supporta la standardizzazione e la scalabilità su diversi tipi di tessuto e modelli animali.
- Consente una valutazione affidabile degli effetti dei composti sulla dinamica cellulare a livello tissutale.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea gli esiti di imaging in vivo a modelli rilevanti per la malattia, garantendo continuità traslazionale.
- Permette decisioni di avanzamento corrette per il rischio, basate sulle risposte tessutali in tempo reale.
- Supporta la scoperta di biomarcatori correlando i comportamenti cellulari dinamici con la progressione della malattia.
- Fornisce informazioni meccanicistiche che guidano la selezione dei modelli preclinici.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questa piattaforma di imaging integra le fasi della ricerca dalla scoperta iniziale fino alla ricerca preclinica, supportando la verifica delle ipotesi, la validazione dei bersagli e gli studi traslazionali.
- Biologia della scoperta: Consente l'interrogazione basata su ipotesi della dinamica cellulare nel contesto tissutale nativo.
- Screening: Fornisce output di imaging riproducibili e quantitativi pronti per saggi.
- Analisi: Supporta la misurazione longitudinale dei comportamenti cellulari e della stabilità del tessuto.
- Ricerca traslazionale: Collega la scoperta alla validazione preclinica mediante dati di imaging rilevanti per la malattia.
- Riutilizzo aziendale: La progettazione personalizzabile consente l'adattamento su diverse piattaforme e sistemi organici.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità meccanicistica negli studi su tessuti vivi.
- Valore operativo: Ottimizza i flussi di lavoro di imaging mediante componenti standardizzati e riutilizzabili.
- Valore strategico: Permette decisioni più accurate di avanzamento o interruzione e una maggiore efficienza del capitale riducendo le barriere tecniche.
- Impatto sul portafoglio: Favorisce la priorizzazione e l'avanzamento di programmi di scoperta con adeguamento del rischio.
Considerazioni sull'Implementazione
- Richiede competenze nella manipolazione di animali vivi e nell'uso della microscopia confocale.
- Necessita dell'accesso a microscopi confocali invertiti e a inserti per piatto stampati in 3D compatibili.
- Richiede una standardizzazione condivisa tra i gruppi di lavoro per i protocolli di acquisizione e l'analisi dei dati.
- È adattabile a diversi modelli animali e tipi di tessuto mediante modifiche progettuali.
- I limiti pratici includono il mantenimento della vitalità animale e della stabilità dell'acquisizione durante sessioni prolungate.
