Różnicowanie ludzkich indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych w neurony na układach mikroelektrod

Znaczenie dla przemysłu

Różnicowanie hiPSC w funkcjonalne neurony na macierzach mikroelektrod umożliwia tworzenie skalowalnych, istotnych dla człowieka modeli neuronalnych do wczesnych etapów odkrywania leków i badań neurotoksyczności. Platforma ta zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celów oraz w ograniczaniu ryzyka mechanistycznego przy podejmowaniu decyzji dotyczących portfolio leków na ośrodkowy układ nerwowy (CNS). Integracja kokultury z astrocytami oraz ilościowych odczytów aktywności sieci sprawia, że ten schemat pracy znajduje się w krytycznym punkcie zwrotnym dla translacyjnych badań i rozwoju (R&D) w neuronauce.

Strategiczne zastosowania w badaniach i rozwoju biofarmaceutycznym

Wczesne odkrywanie i walidacja celu

• Umożliwia badanie szlaków różnicowania neuronów oraz tworzenia sieci synaptycznych.
• Pozwala na funkcjonalną walidację neurogeniny-2 jako czynnika sterującego decyzją o linii rozwojowej neuronów.
• Zwiększa pewność prognostyczną w zakresie oddziaływania na cele neuronalne istotne dla organizmu ludzkiego.

Przesiewanie i opracowanie testu

• Zapewnia powtarzalny system generowania pobudzających neuronów korowych z hiPSC.
• Dostarcza ilościowych wyników elektrofizjologicznych za pomocą macierzy mikroelektrod do oceny związków.
• Standaryzuje warunki kokultury z astrocytami w celu zwiększenia solidności i powtarzalności testu.

Badania translacyjne i przedkliniczne

• Koreluje aktywność sieci neuronalnej in vitro z funkcjonalnymi punktami końcowymi istotnymi dla przebiegu choroby.
• Zapewnia ciągłość od mechanistycznych badań na etapie odkrywania do przedklinicznej oceny neurotoksyczności.
• Wspiera dostosowany do ryzyka rozwój kandydatów na leki działające w OUN w oparciu o dane pochodzące z ludzkich komórek.

Integracja potoków i przepływów pracy

Niniejsza metoda łączy etap wczesnych odkryć z procesami przedklinicznymi, umożliwiając szybką generację funkcjonalnych ludzkich neuronów do analizy aktywności sieci.

• Biologia odkrywcza: Wspiera testowanie hipotez dotyczących różnicowania neuronów i mechanizmów łączności synaptycznej.
• Przesiewanie: Dostarcza gotowe do analizy kultury neuronalne z ilościowymi odczytami elektrofizjologicznymi.
• Analityka: Umożliwia pomiar aktywności sieci oraz porównanie funkcjonalnych punktów końcowych w różnych warunkach.
• Badania translacyjne: Łączy funkcje neuronale in vitro z przedklinicznym modelowaniem chorób w oparciu o dane o aktywności sieci.
• Ponowne wykorzystanie w przedsiębiorstwie: Tworzy skalowalną, wielokrotnego użytku platformę dla procesów odkrywania leków na OUN oraz analiz neurotoksyczności.

Wpływ operacyjny i przedsiębiorczy

• Wartość naukowa: Zwiększa pewność prognostyczną w walidacji celów neuronalnych i ograniczaniu ryzyka mechanistycznego.
• Wartość operacyjna: Standaryzuje różnicowanie neuronów i pomiar aktywności sieci w celu zapewnienia powtarzalności.
• Wartość strategiczna: Usprawnia podejmowanie decyzji go/no-go dla aktywów CNS poprzez dostarczenie funkcjonalnych danych istotnych dla organizmu ludzkiego.
• Wpływ na portfolio: Umożliwia priorytetyzację kandydatów CNS z uwzględnieniem ryzyka na podstawie ilościowych punktów końcowych w neuronach.

Kwestie dotyczące wdrożenia

• Wymagana jest wiedza specjalistyczna w zakresie hodowli hiPSC, różnicowania neuronalnego oraz analizy elektrofizjologicznej.
• Wymagany jest dostęp do aparatury do macierzy mikroelektrod oraz infrastruktury do hodowli komórkowych.
• Konieczna jest standaryzacja przygotowania komórek, wysiewu i warunków pożywek pomiędzy zespołami.
• Możliwa może być konieczność adaptacji protokołu dla różnych linii hiPSC lub modeli chorób.
• Ograniczenia obejmują zależność od kokultury z astrocytami oraz potencjalną zmienność w dojrzewaniu sieci.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące biofarmacji