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Neurite Outgrowth

Obtenga información valiosa para interpretar la neurobiología, desde la evaluación de neuronas derivadas de iPSC al análisis de organoides de neuronas 3D.

Simplifique la caracterización de neuronas usando el ensayo de crecimiento axonal para estudiar el desarrollo y degeneración neuronal in vitro

Las neuronas crean conexiones a través de extensiones de su cuerpo celular denominadas axones y dendritas, que reciben el nombre común de “procesos”. Este fenómeno biológico se conoce como crecimiento axonal y está regulado por complejos procesos de señalización intracelular.

El crecimiento axonal es un ensayo utilizado frecuentemente para estudiar el desarrollo y la degeneración neuronal in vitro. El desarrollo de axones requiere una interacción compleja de señales intracelulares y extracelulares. El crecimiento de los axones puede estimularse o inhibirse mediante factores neurotróficos. Es importante destacar que el desarrollo de las neuronas puede verse afectado por compuestos químicos neurotóxicos.

Entender los mecanismos de señalización que conducen al crecimiento axonal proporciona valiosa información sobre respuestas neurotóxicas, y datos de cribado de compuestos y para la interpretación de factores que influyen en el desarrollo y regeneración neuronal. La inhibición o estimulación del crecimiento axonal está implicada en una gran variedad de trastornos o lesiones del SNC, como el accidente cerebrovascular, la enfermedad de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer y lesiones medulares.

Solución de flujo de trabajo para el análisis del crecimiento axonal

El crecimiento axonal se evalúa mediante la segmentación y cuantificación de los procesos neuronales. Se pueden adquirir imágenes de estos procesos neuronales utilizando un microscopio de fluorescencia y cuantificarse mediante rastreo y recuento manuales cuando el rendimiento es bajo. Sin embargo, para muestras en un formato de microplaca de más alto rendimiento, un sistema de adquisición de imágenes automático combinado con el software de análisis es una solución más eficiente.

 

Flujo de trabajo para axones

 

 

El flujo de trabajo ilustra un proceso simplificado para el análisis del crecimiento axonal y se destacan los sistemas que le ayudan a optimizar sus investigaciones e incrementar su rendimiento.

  1. Cultivo de células neuronales - Las células se crecieron y se dejó que formaran redes de axones en microplacas de 96 o 384 pocillos.

  2. Tratamiento con compuestos - A continuación, las células se expusieron a compuestos tóxicos durante 48 horas.

  3. Tinción de marcadores - Una vez finalizado el tratamiento con compuestos, se pueden añadir las tinciones de células vivas directamente a los medios. Los protocolos de inmunotinción con anticuerpos conjugados con fluorescencia pueden realizarse también después de fijar las células.

  4. Adquisición de imágenes neuronales - La adquisición de imágenes de alto contenido de neuronas permite a los científicos caracterizar y medir cambios en las redes neuronales, como el número y longitud de los axones, y ramificaciones, así como determinar las reacciones de toxicidad global o específica. La adquisición de imágenes con una óptica de campo de visión amplio permite muestrear más células con menos sitios por pocillo, lo que conlleva tiempos de adquisición de la placa considerablemente más cortos.

  5. Análisis de la red neuronal - El análisis de alto contenido proporciona un método cuantitativo para determinar los efectos de factores positivos y negativos sobre el crecimiento axonal. Utilice el software de análisis de imágenes celulares para realizar análisis cuantitativos de las imágenes de las células neuronales que permitan caracterizar varios patrones, como el número de procesos por célula, la longitud del crecimiento axonal, las ramificaciones y el número de células.

 

 

Aplicaciones y ensayos de crecimiento axonal

La adquisición de imágenes de alto contenido de neuronas permite a los científicos caracterizar y medir cambios en las redes neuronales, como el número y longitud de los axones, y ramificaciones, así como determinar las reacciones de toxicidad global o específica.

Descubra cómo capturar y cuantificar las actividades neuronales de forma rápida y precisa mediante microscopía automatizada y el software de análisis de alto contenido:

  • Células madre pluripotentes inducidas (iPSC)

    Células madre pluripotentes inducidas (iPSC)

    La adquisición de imágenes de alto contenido utilizando células madre pluripotentes inducidas (iPSC) de origen humano se puede aplicar para examinar los efectos neurotróficos, neuroprotectores o neurotóxicos de fármacos candidatos o contaminantes ambientales.

    Las iPSC son muy útiles para estudios de toxicidad neuronal, ya que muestran la funcionalidad y el comportamiento de las neuronas maduras y además están disponibles en grandes cantidades. Este tipo de célula biológicamente relevante, junto con la adquisición y el análisis de imágenes de alto contenido, hace de los ensayos de neurotoxicidad una herramienta valiosa para el cribado de compuestos cabeza de serie y reduce potencialmente los costes del desarrollo preclínico y la necesidad de experimentación con animales.

    Análisis del crecimiento axonal

    Análisis del crecimiento axonal

    El módulo de aplicación Neurite Outgrowth para el software MetaXpress está diseñado para el análisis de ensayos de crecimiento axonal. El módulo ayuda a estandarizar los resultados en comparación con los métodos tradicionales. La tinción nuclear es útil para identificar los cuerpos celulares en algunos tipos de células. Con la flexibilidad del software MetaXpress, los investigadores pueden elegir si usar o no las tinciones nucleares.

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  • Modelo 3D de neuronas

    Modelo 3D de neuronas

    Se admite que los cultivos neuronales 3D son los que mejor recrean aspectos de los tejidos humanos, como la arquitectura, la organización celular y las interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular.

    El establecimiento de modelos in vitro relevantes a nivel fisiológico es crucial para entender mejor los mecanismos de las enfermedades neurológicas, así como el desarrollo de fármacos dirigidos. Aunque las neuronas derivadas de iPSC son muy prometedoras para el cribado de compuestos y la creación de modelos de enfermedades, el uso de los cultivos tridimensionales (3D) está surgiendo como una estrategia válida para el desarrollo de ensayos con células neuronales.

    Morfología neuronal

    Morfología neuronal

    Morfología neuronal (o neuromorfología) hace referencia a la estructura y la forma de las células que constituyen el sistema nervioso. Las formas de las células nerviosas son muy complejas, como revela la amplia diversidad morfológica de los procesos neuronales (axones y dendritas) y su intrincada y extraordinariamente variable interconectividad. Desde la monitorización de los cambios morfológicos durante y después del desarrollo, así como en la progresión de los estados patológicos, hasta el estudio de los efectos neurotóxicos de los fármacos, compuestos químicos y sustancias tóxicas ambientales, la posibilidad de estudiar este sofisticado nivel de complejidad morfológica es fundamental. Asimismo, la relación entre la morfología y la función es un área clave de investigación en una amplia variedad de áreas de investigación en neurociencia.

  • Neurotoxicidad

    Neurotoxicidad

    El sistema nervioso es sensible a los efectos tóxicos de muchos compuestos químicos, agentes ambientales y determinadas sustancias naturales. La neurotoxicidad puede causar daños temporales o permanentes en el cerebro o en el sistema nervioso periférico durante procesos patológicos como la lesión medular, accidente cerebrovascular o traumatismo craneal. También es una de las causas principales de enfermedad neurodegenerativa, como la enfermedad de Alzheimer o de Parkinson.

    Cribado fenotípico

    eBook: Cribado fenotípico con iPSC

    eBook: Cribado fenotípico con neuronas y cardiomiocitos derivados de iPSC

    Descubra cómo utilizar la adquisición de imágenes y el análisis de oscilaciones de calcio para desarrollar perfiles de compuestos en cardiomiocitos derivados de iPSC, como bloqueantes de hERG, agonistas β-adrenérgicos y toxinas ambientales. Los cultivos de neuronas derivadas de iPSC se evaluaron con neuromodulares, así como con toxinas ambientales.

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  • Póster científico: Evaluación de la neurotoxicidad usando iPSC

    Evaluación de la neurotoxicidad usando iPSC

    Ensayo automático multiplexado para la evaluación de la neurotoxicidad usando modelos celulares 3D de neuronas derivadas de células madre pluripotentes inducidas

    Los ensayos fenotípicos con células se han convertido en una alternativa cada vez más atractiva a las pruebas in vitro e in vivo tradicionales en el desarrollo de fármacos y evaluación de la seguridad toxicológica. La eficacia de los ensayos de adquisición automática de imágenes con la naturaleza organotípica de las células derivadas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) humanas abre nuevas oportunidades para emplear sistemas modelo in vitro fisiológicamente relevantes para mejorar el cribado de nuevos fármacos o posibles toxicidades químicas. En nuestro estudio se utilizaron cultivos de neuronas derivadas de iPSC humanas para analizar criterios de valoración funcionales y morfológicos para la evaluación de la toxicidad en un formato de ensayo multiparamétrico.

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