Высокопроизводительный метод количественной оценки образования внеклеточных ловушек нейтрофилов в нейтрофилах человека в режиме реального времени
1 декабря 2023 г.
Мы представляем автоматизированный высокопроизводительный метод количественного определения внеклеточных ловушек нейтрофилов (НВЛ) с использованием системы анализа живых клеток в сочетании с подходом двойного красителя, зависящим от проницаемости мембраны.
Наши исследования сосредоточены на нейтрофилах, которые являются важными первыми в иммунной системе и играют важную роль при различных заболеваниях. За последние два десятилетия стало ясно, что нейтрофилы способствуют развитию рака, аутоиммунных заболеваний и других воспалительных состояний, нарушая иммунорегуляцию. Это включает в себя формирование нейтрофильных внеклеточных ловушек, сеток, паутинчатых структур, которые реагируют на воспаление и могут быть мишенью для терапии этих заболеваний.
Однако, несмотря на то, что некоторые многообещающие молекулы нацелены на сети, в разработке до сих пор нет одобренной терапии, которая конкретно воздействует на этот механизм. Это, по крайней мере, частично объясняется отсутствием объективного, непредвзятого, воспроизводимого и высокопроизводительного метода количественной оценки для формирования сетей. Наш протокол использует двухцветную визуализацию живых клеток для анализа поведения нейтрофилов с использованием проницаемых для мембран и непроницаемых красителей для точного отслеживания образования сетки.
Этот метод различает сетчатые и здоровые нейтрофилы на основе целостности мембраны и обеспечивает четкую дифференциацию типов клеточной гибели через морфологические изменения, поглощенные при фазово-контрастной визуализации. Этот метод преодолевает проблемы, связанные с ранее описанными методами количественной оценки образования сети, и обеспечивает эффективную, воспроизводимую и точную количественную оценку сетки в автоматическом режиме. Этот метод поможет в разработке лекарств, нацеленных на нейтрофилы, предоставляя возможность скрининга нескольких терапевтических мишеней против образования сетки в высокопроизводительном режиме.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен автоматизированный высокопроизводительный метод количественного определения нейтрофильных внеклеточных ловушек (NETs) с использованием системы анализа живых клеток. В методе применяется подход с использованием двух красителей, основанный на проницаемости мембран, что позволяет точно отслеживать процесс образования NETs.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Иммунология
- Клеточная биология
- Исследование воспаления
Обзор
- Нейтрофилы являются важнейшими клетками первого звена иммунного ответа.
- Они играют значительную роль при различных заболеваниях, включая рак и иммунные расстройства.
- Нейтрофилы способствуют развитию воспаления путем образования NETs (нейтрофильных внеклеточных ловушек), представляющих собой сетчатые структуры.
- Современные методы терапии, направленные на NETs, все еще находятся в стадии разработки и пока не одобрены.
Цель исследования
- Разработать надежный метод количественного определения образования ВНС.
- Обеспечить возможность высокопроизводительного анализа поведения нейтрофилов.
- Оказать поддержку в разработке методов терапии, направленных на воздействие на ВНС при воспалительных заболеваниях.
Используемые методы
- Двухцветная визуализация живых клеток.
- Использование мембран-проницаемых и мембран-непроницаемых красителей.
- Автоматизированная система высокопроизводительного количественного анализа.
- Анализ поведения нейтрофилов и образования ВНЕ (NET).
Основные результаты
- Данный метод позволяет проводить объективную и воспроизводимую количественную оценку NETs.
- Возможность высокопроизводительного анализа способствует проведению масштабных исследований.
- Точное отслеживание образования NET было достигнуто благодаря использованию метода с двумя красителями.
- Этот метод может помочь в оценке потенциальной эффективности терапии, направленной на NET.
Выводы
- Автоматизированный метод обеспечивает значительный прогресс в количественном определении NET.
- Он позволяет устранить существующие ограничения в анализе NET.
- Данный подход может способствовать развитию исследований методов терапии заболеваний, связанных с NET.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Количественная оценка образования нейтрофильных внеклеточных ловушек (NET) с высокой пропускной способностью и воспроизводимостью устраняет критическое узкое место в разработке лекарственных препаратов, основанной на иммунологии. Этот автоматизированный метод визуализации живых клеток с использованием двух красителей позволяет объективно оценивать молекулы, воздействующие на NET, что способствует валидации мишеней на ранних стадиях и снижению механистических рисков для портфелей препаратов против воспалений и иммунных нарушений. Данный подход повышает прогностическую уверенность при продвижении терапевтических средств, модулирующих функции нейтрофилов, в рамках разработки препаратов для лечения онкологических, аутоиммунных и воспалительных заболеваний.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Обеспечивает возможность тщательного изучения образования NET как механизма, имеющего значение для патогенеза заболевания.
- Поддерживает функциональную валидацию мишеней для соединений, модулирующих активность нейтрофилов.
- Способствует снижению механистических рисков путем дифференциации NET-оза из других путей гибели клеток.
- Повышает прогностическую достоверность при разработке препаратов, нацеленных на NET.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированные количественные результаты образования NET в различных условиях.
- Позволяет проводить высокопроизводительный скрининг потенциальных ингибиторов или модуляторов NET-оза.
- Обеспечивает воспроизводимую разработку анализа благодаря автоматизированному анализу изображений и дифференциации двух красителей.
- Готовит валидированные биологические системы для последующих этапов оценки соединений.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит количественную оценку NET в соответствие с моделями нейтрофилов человека, имеющими значение для патологии заболевания.
- Обеспечивает трансляционную преемственность от этапа поиска in vitro до доклинической валидации стратегий воздействия на NET.
- Позволяет принимать решения о дальнейшем продвижении проекта с учетом рисков на основе количественных профилей ингибирования NET.
- Способствует согласованию биомаркеров для исследований воспаления и иммунной дисрегуляции.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Этот метод визуализации живых клеток с использованием двух красителей интегрируется в непрерывный процесс исследований: от начальной валидации мишени до идентификации перспективных соединений и доклинической оценки агентов, модулирующих NET.
- Биология открытий: Объективно количественно определяет образование ВНЕ, чтобы прояснить механизмы, управляемые нейтрофилами, и поддержать проверку гипотез.
- Скрининг: Обеспечивает воспроизводимую готовность к высокопроизводительному анализу для оценки соединений в отношении NET-оза.
- Аналитика: Создает количественные временные показатели для сравнения ингибирования ВНЕ при различных условиях.
- Трансляционные исследования: Связывает результаты in vitro с доклиническими моделями с использованием систем нейтрофилов человека.
- Корпоративное использование: Создает масштабируемую автоматизированную платформу для текущих кампаний по поиску препаратов, нацеленных на ВНЕ.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает достоверность прогнозов и снижает механистическую неопределенность в программах, направленных на воздействие на внеклеточные ловушки нейтрофилов (NET).
- Операционная ценность: обеспечивает стандартизированные, автоматизированные и масштабируемые рабочие процессы количественного определения NET.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать обоснованные решения о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и эффективно распределять капитал при сортировке портфеля активов, модулирующих функцию нейтрофилов.
- Влияние на портфель: способствует приоритизации с учетом рисков и продвижению кандидатов для лечения воспалительных и иммунных заболеваний.
Особенности реализации
- Требуется опыт в области визуализации живых клеток и биологии нейтрофилов.
- Необходим доступ к автоматизированным платформам для визуализации и инфраструктуре для анализа с использованием двух красителей.
- Требуется межкомандная стандартизация параметров подготовки анализа и анализа данных.
- Может потребоваться адаптация для различных источников нейтрофилов или моделей заболеваний.
- Результативность зависит от надежных алгоритмов анализа изображений для точного количественного определения NET.
