Real-time High Throughput-techniek om de vorming van extracellulaire neutrofielen in menselijke neutrofielen te kwantificeren
1 december 2023
We presenteren een geautomatiseerde high-throughput methode om neutrofiele extracellulaire vallen (NET's) te kwantificeren met behulp van het live cell analysesysteem, gekoppeld aan een membraanpermeabiliteit-afhankelijke dual-dye benadering.
Ons onderzoek richt zich op neutrofielen, die essentiële eerstehulpverleners zijn in het immuunsysteem en een belangrijke rol spelen bij verschillende ziekten. In de afgelopen twee decennia is duidelijk geworden dat neutrofielen bijdragen aan de ontwikkeling van kanker, auto-immuunziekten en andere ontstekingsaandoeningen door de immunoregulatie te verstoren. Dit omvat het vormen van neutrofiele extracellulaire vallen, netten, webachtige structuren die reageren op ontstekingen en gericht kunnen zijn op therapie bij deze ziekten.
Ondanks enkele veelbelovende moleculen die zich op netten richten, is er nog steeds geen goedgekeurde therapie in ontwikkeling die specifiek op dit mechanisme van invloed is. Dit is op zijn minst gedeeltelijk toe te schrijven aan het ontbreken van een objectieve, onbevooroordeelde, reproduceerbare en high-throughput kwantificeringsmethode voor nettovorming. Ons protocol maakt gebruik van tweekleurige beeldvorming van levende cellen om het gedrag van neutrofielen te analyseren met behulp van membraanpermeabele en ondoordringbare kleurstoffen voor het nauwkeurig volgen van netvorming.
Deze methode maakt onderscheid tussen netvormende en gezonde neutrofielen op basis van membraanintegriteit en biedt een duidelijke differentiatie van celdoodtypes door morfologische veranderingen die worden geabsorbeerd in fasecontrastbeeldvorming. Deze methode overwint de problemen van eerder gerapporteerde technieken om nettovorming te kwantificeren en biedt een efficiënte, reproduceerbare en nauwkeurige nettokwantificering op een geautomatiseerde manier. Deze methode zal helpen bij de ontwikkeling van neutrofielengerichte geneesmiddelen door de mogelijkheid te bieden om meerdere therapeutische doelen te screenen tegen netvorming op een high-throughput manier.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie presenteert een geautomatiseerde high-throughput methode voor het kwantificeren van neutrophil extracellular traps (NETs) met behulp van een systeem voor live-cell analyse. De methode maakt gebruik van een dual-dye benadering die afhankelijk is van membraanpermeabiliteit, waardoor de vorming van NETs nauwkeurig kan worden gevolgd.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Immunologie
- Celbiologie
- Ontstekingsonderzoek
Achtergrond
- Neutrofielen zijn cruciale eerstelijnsresponders in het immuunsysteem.
- Ze spelen een significante rol bij diverse ziekten, waaronder kanker en immuunstoornissen.
- Neutrofielen dragen bij aan inflammatie door de vorming van NETs, wat webachtige structuren zijn.
- Huidige therapieën die gericht zijn op NETs bevinden zich nog in ontwikkeling en zijn nog niet goedgekeurd.
Doel van de studie
- Om een betrouwbare methode vast te stellen voor het kwantificeren van NET-vorming.
- Om high-throughput analyse van neutrofielgedrag mogelijk te maken.
- Om de ontwikkeling van therapieën die gericht zijn op NETs bij inflammatoire ziekten te ondersteunen.
Gebruikte methoden
- Live-cell imaging met twee kleuren.
- Gebruik van membraanpermeabele en membraanimpermeabele kleurstoffen.
- Geautomatiseerd high-throughput kwantificatiesysteem.
- Analyse van het gedrag van neutrofielen en de vorming van NETs.
Belangrijkste resultaten
- De methode maakt een objectieve en reproduceerbare kwantificering van NETs mogelijk.
- High-throughput mogelijkheden faciliteren uitgebreide analyses.
- Precieze tracking van NET-vorming werd bereikt met de dual-dye benadering.
- Deze methode kan helpen bij de evaluatie van potentiële NET-gerichte therapieën.
Conclusies
- De geautomatiseerde methode biedt een aanzienlijke vooruitgang in de kwantificering van NETs.
- Het pakt de huidige beperkingen in de NET-analyse aan.
- Deze benadering kan het onderzoek naar therapieën voor ziekten waarbij NETs betrokken zijn, verbeteren.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Het kwantificeren van de vorming van neutrophil extracellular traps (NET) met een hoge doorvoersnelheid en reproduceerbaarheid pakt een kritieke bottleneck aan in immunologie-gestuurde drug discovery. Deze geautomatiseerde live-cell imaging methode met dubbele kleuring maakt een objectieve beoordeling van NET-gerichte moleculen mogelijk, wat vroege target-validatie en mechanistische risicoreductie ondersteunt voor portfolio's gericht op inflammatie en immuundysregulatie. De aanpak vergroot het voorspellende vertrouwen bij het verder ontwikkelen van neutrofiel-modulerende therapeutica in pijplijnen voor oncologie, auto-immuunziekten en inflammatoire aandoeningen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege Ontdekking & Targetvalidatie
- Maakt een grondige analyse van NET-vorming als ziekterelevant mechanisme mogelijk.
- Ondersteunt functionele target-validatie voor neutrofiel-modulerende verbindingen.
- Faciliteert mechanische risicoreductie door NETosis te onderscheiden van andere celdeath-paden.
- Verbetert het voorspellende vertrouwen voor de verdere ontwikkeling van NET-gerichte middelen.
Screening & assay-ontwikkeling
- Levert gestandaardiseerde, kwantitatieve resultaten voor NET-vorming onder meerdere condities.
- Maakt high-throughput screening mogelijk van kandidaat-inhibitoren of modulatoren van NETosis.
- Ondersteunt reproduceerbare assay-ontwikkeling met geautomatiseerde beeldanalyse en discriminatie via dubbele kleuring.
- Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op downstream workflows voor de evaluatie van verbindingen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Stemt de NET-kwantificering af op ziekterelevante menselijke neutrofielmodellen.
- Biedt translationele continuïteit van in vitro-ontdekking naar preklinische validatie van NET-gerichte strategieën.
- Maakt risico-gecorrigeerde beslissingen over verdere ontwikkeling mogelijk op basis van kwantitatieve NET-inhibitieprofielen.
- Ondersteunt de afstemming van biomarkers voor studies naar inflammatie en immuundysregulatie.
Integratie van pijplijn en workflow
Deze methode voor live-cell imaging met dubbele kleuring is geïntegreerd in het ontdekkingscontinuüm, van vroege target-validatie tot lead-identificatie en preklinische beoordeling van NET-modulerende agentia.
- Ontdekkingsbiologie: Kwantificeert NET-vorming objectief om neutrofiel-gestuurde mechanismen te verduidelijken en hypothesetests te ondersteunen.
- Screening: Biedt reproduceerbare, high-throughput assay-gereedheid voor de evaluatie van verbindingen tegen NETose.
- Analytiek: Genereert kwantitatieve, tijdopgeloste read-outs voor het vergelijken van NET-inhibitie onder verschillende condities.
- Translationeel onderzoek: Slaat een brug tussen in vitro bevindingen en preklinische modellen met behulp van menselijke neutrofielsystemen.
- Enterprise-hergebruik: Vestigt een schaalbaar, geautomatiseerd platform voor doorlopende drug discovery-campagnes gericht op NET.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit in programma's gericht op NETs.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, geautomatiseerde en schaalbare workflows voor de kwantificering van NETs.
- Strategische waarde: Maakt geïnformeerde go/no-go-beslissingen en kapitaalefficiënte prioritering van portfolio's mogelijk voor activa die neutrofielen moduleren.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en voortgang van kandidaten voor ontstekingsziekten en immuunziekten.
Overwegingen voor de implementatie
- Vereist expertise in live cell imaging en neutrofielbiologie.
- Toegang tot geautomatiseerde imagingplatforms en een analytische infrastructuur voor dubbele kleuring is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie van de assay-opzet en data-analyseparameters tussen verschillende teams.
- Aanpassing voor verschillende neutrofielenbronnen of ziekte modellen kan noodzakelijk zijn.
- Afhankelijk van robuuste beeldanalyse-algoritmen voor een nauwkeurige NET-kwantificering.
