Neurociencia y
y neurobiología
Impulsando la innovación en neurociencia con modelos neuronales derivados de iPSC relevantes para humanos y automatización basada en IA.
Impulsando la investigación en neurociencia y neurobiología con modelos relevantes para humanos y automatización basada en IA
Molecular Devices está comprometida con el avance en el campo de la neurociencia y la neurobiología a través de soluciones innovadoras que permitan a los investigadores explorar la estructura completa del cerebro y de las redes neuronales. Nuestras tecnologías de última generación y plataformas integrales están diseñadas para apoyar una gran variedad de áreas de investigación, desde procesos celulares y moleculares a investigación en enfermedades neurodegenerativas y neurofarmacología.
Somos pioneros en la investigación en neurociencia basada en IA al automatizar flujos de trabajo de modelos neuronales 3D complejos y permitir el desarrollo automatizado y reproducible de organoides de cerebro a partir de modelos derivados de iPSC. Al aprovechar el análisis avanzado y la automatización habilitada para el aprendizaje automático, nuestras soluciones ayudan a los investigadores a abordar desafíos críticos en los estudios del cerebro y el sistema nervioso central (SNC), para obtener resultados fiables en diversas áreas de investigación.
Lea la entrevista con el Dr. Felix Spina, sobre Automatización de organoides de cerebro para impulsar la investigación en enfermedades neurodegenerativas.
Entender el panorama de la investigación en neurociencia y neurobiología
Aumento de los trastornos neurológicos y la necesidad de modelos relevantes para humanos
Leer el artículo: Neurociencia: Bridging the gap between cell-based and human research
Los trastornos neurológicos van en aumento, afectando a mil millones de personas y convirtiéndose en una causa principal de discapacidad y muerte. Además, sustancias químicas ambientales, como el plomo, el metilmercurio y los organofosfatos, están ligadas a problemas de neurodesarrollo, como los problemas conductuales y cognitivos, incluido el TADH, los trastornos del espectro autista y coeficientes intelectuales más bajos, lo que pone de manifiesto lagunas en las pruebas de seguridad. Adicionalmente, la neurotoxicidad es un aspecto importante a tener en cuenta durante el desarrollo de fármacos, con la probabilidad de que se produzcan retrasos costosos y ensayos fallidos.
Es necesario acelerar la investigación para entender estas enfermedades a nivel celular y molecular con el fin de lograr mejores tratamientos y prevención. Los métodos avanzados con organoides de cerebro derivados de iPSC humanas y los ensayos con adquisición de células de alto rendimiento ofrecen modelos exactos para el estudio de trastornos neurológicos, análisis de compuestos químicos y desarrollo de fármacos seguros.
Entender el estudio de la neurociencia y la neurobiología
El estudio de la neurociencia se centra en el cerebro, la médula espinal y las neuronas, una red de células nerviosas sensoriales y motoras. Los investigadores estudian su estructura, función y desarrollo para entender cómo funcionan en conjunto para influir en nuestros pensamientos, emociones y comportamientos. La neurobiología, por el contrario, es el estudio de los componentes físicos del sistema nervioso a nivel celular y molecular, centrándose en su estructura, sus mecanismos y en cómo afecta a los sistemas sensorial y motor, el comportamiento, las funciones cognitivas, la memoria y las emociones.
El estudio de las bases celular y molecular de la neurobiología y la neurociencia proporciona un conocimiento profundo del sistema nervioso. Estudiando la estructura y la función de las neuronas y las células gliales, y explorando procesos como la neurogénesis, transmisión sináptica y traducción de señales, los científicos pretenden entender los mecanismos de la función neuronal. Esta investigación también lleva al desarrollo de nuevos tratamientos de trastornos neurológicos, como el Alzheimer, Parkinson, esclerosis múltiple, depresión y otras enfermedades neurológicas y psiquiátricas.
Seminario web bajo demanda: ¿Pueden los organoides desentrañar la patología de las lesiones cerebrales traumáticas?
Cambio a modelos iPSC, sistemas neuronales 3D y automatización basada en IA
Cambio a modelos relevantes para humanos e IA en la investigación en neurociencia
Leer el artículo: Los organoides prometen acelerar la investigación y el descubrimiento de fármacos para el Parkinson y el Alzheimer
La demanda de datos relevantes para el paciente más predictivos está cambiando la forma en que se estudian los trastornos neurológicos y se desarrollan nuevos tratamientos. Los modelos animales tradicionales, aunque valiosos, presentan limitaciones a la hora de replicar la fisiología humana y los mecanismos patológicos. Esto lleva a un cambio transformador hacia modelos relevantes para humanos in vitro, especialmente aquellos derivados de células madre pluripotentes inducidas (iPSC), lo que ofrece una mayor precisión fisiológica y potencial traslacional para la investigación y el desarrollo de fármacos.
Al mismo tiempo, la IA está revolucionando la neurociencia mediante la automatización de flujos de trabajo complejos, permitiendo analíticas avanzadas y el descubrimiento de nuevos conocimientos a partir de datos de alto contenido. En la actualidad, las plataformas basadas en IA son esenciales para el desarrollo de modelos reproducibles, el cribado de alto rendimiento y el análisis cuantitativo de la actividad neuronal y los mecanismos patológicos.
Metodología del flujo de trabajo automatizado para organoides de cerebro derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC).
Los flujos de trabajo manuales para el cultivo de modelos neurales 3D son laboriosos, propensos a la variabilidad y difíciles de escalar. Nuestra automatización basada en IA simplifica estos procesos, permitiendo a los científicos estandarizar los protocolos y escalar el desarrollo de organoides de cerebro con mayor eficiencia y reproducibilidad. Este cambio desbloquea y amplía la relevancia fisiológica de los modelos 3D y marca un paso crítico en la transformación digital de la investigación en neurociencia.
- Superando la variabilidad de los cultivos celulares
El sistema de cultivo celular automatizado CellXpress.ai automatiza el desarrollo de organoides, minimiza la intervención manual y el sesgo debido al operador, lo cual es crucial para conseguir un crecimiento celular uniforme y la diferenciación de modelos neurales derivados de iPSC. El resultado es una base de modelos 3D altamente reproducible preparada para un cribado avanzado.
- Escalada del análisis funcional
La plataforma permite un análisis funcional de alto rendimiento que de otro modo sería imposible de realizar manualmente:- Cribado de alto contenido (HCS): El sistema ImageXpress HCS.ai proporciona resultados fiables y reproducibles para cribados de alto rendimiento capturando imágenes detalladas para ensayos complejos como análisis de redes neuronales y cribado de neurotoxicidad.
- Ensayos funcionales en tiempo real: El sistema FLIPR Penta está perfectamente integrado para permitir estudios detallados y en tiempo real de la actividad neuronal y los mecanismos patológicos complejos utilizando modelos derivados de iPSC humanas.
Un flujo de trabajo automatizado de organoides de cerebro completamente integrado, desde el cultivo hasta la evaluación funcional y morfológica.
Plataforma global integrada para investigación en neurociencia y descubrimiento de fármacos escalables y basados en IA.
Nuestra plataforma global integrada de soluciones para neurociencia está diseñada para acelerar el descubrimiento y el desarrollo de fármacos mediante un flujo de trabajo automatizado perfecto. Al conectar sistemas líderes, incluido el sistema de cultivo celular automatizado CellXpress.ai, el sistema ImageXpress HCS.ai y el software de análisis de imágenes IN Carta, esta solución ofrece una reproducibilidad y escalabilidad sin precedentes desde el suministro de iPSC y el desarrollo de organoides (paso 1-2) hasta la integración de datos basada en IA y los conocimientos finales de investigación (paso 6-7). Este enfoque integral agiliza los ensayos complejos, permite el cribado de alto rendimiento de neurotoxicidad y actividad funcional y, en última instancia, respalda aplicaciones críticas como enfermedades neurodegenerativas, neuroinflamación y validación de objetivos farmacológicos.
Soluciones para neurociencia por área de investigación e impacto en la práctica real
El sistema CellXpress.ai permite el cultivo reproducible a largo plazo de organoides de cerebro derivados de iPSC y neuroesferas, para la generación de modelos de enfermedades como el Alzheimer y el Parkinson.
Los sistemas ImageXpress HCS.ai y FLIPR Penta permiten la caracterización funcional y morfológica, incluido el análisis de las oscilaciones de calcio y las dinámicas de redes.
El sistema FLIPR Penta permite la detección rápida y escalable de compuestos para garantizar su eficacia y seguridad en modelos neuronales, con captura de datos automatizada y análisis basado en IA.
Los lectores de microplacas SpectraMax® iD3s/iD5e con software SoftMax Pro proporcionan lecturas cuantitativas para ensayos farmacológicos.
El sistema ImagenXpress HCS.ai permite la adquisición de imágenes multiplexadas y análisis de interacciones de las células inmunitarias con células nerviosas como microglía y astrocitos, en cultivos 3D.
Los flujos de trabajo personalizables permiten el estudio de las respuestas neuroinflamatorias y la inmunomodulación en modelos de enfermedades y lesiones, con análisis fenotípicos y segmentación de la imagen basados en IA.
El sistema CellXPress.ai automatiza el cultivo y la diferenciación de células precursoras de neuronas derivadas de iPSC en organoides 3D y microtejidos, para el apoyo en estudios de neurogénesis, migración y maduración.
El sistema ImageXpress HCS.ai y el software IN Carta proporcionan una adquisición de imágenes de alto contenido y análisis de grandes logros en el desarrollo, crecimiento axonal y formación de redes con seguimiento y cuantificación basados en IA.
Los sistemas FLIPR® Penta e ImageXpress HCS.ai permiten la realización de ensayos de neurotoxicidad funcional de alto rendimiento utilizando neuronas derivadas de iPSC humanas y neuroesferas 3D.
Entre estos ensayos se incluyen análisis de oscilación del calcio, cuantificación del crecimiento axonal y perfil de viabilidad, todos ellos basados en IA para una evaluación objetiva y rápida.
El sistema ImageXpress HCS.ai y el software IN Carta proporcionan un análisis cuantitativo automatizado de la actividad de redes neuronales, conectividad y morfología en cultivos 2D y 3D.
El sistema FLIPR Penta proporciona lecturas funcionales en tiempo real de la actividad de red mediante ensayos de flujo de calcio con reconocimiento de patrones y mapeo de redes basados en IA.
Aplicaciones clave para la investigación en neurociencia
Recursos más recientes
Preguntas frecuentes
P1: ¿Cómo puede mejorar la IA la investigación en neurociencia y neurobiología?
A: La IA automatiza los flujos de trabajo complejos y permite un análisis rápido y objetivo de datos de alto contenido, así como descubrir patrones y conocimientos que podrían ser difíciles o imposibles de detectar manualmente. Esto lleva a mayor reproducibilidad, escalabilidad y descubrimiento en la investigación en neurociencia.
P2: ¿Qué ventajas conlleva el uso de modelos derivados de iPSC humanas en investigación en neurociencia y neurobiología?
A: Los modelos derivados de iPSC humanas ofrecen sistemas de relevancia fisiológica que recrean fielmente la biología del cerebro humano y permiten superar las limitaciones de los modelos animales tradicionales. Permiten a los investigadores estudiar los mecanismos patológicos, probar compuestos y desarrollar tratamientos de mayor precisión y potencial traslacional.
P3: ¿Cómo puede mejorar la automatización los flujos de trabajo en neurociencia y neurobiología?
A: La automatización agiliza procesos complejos como el cultivo celular, la adquisición de imágenes y el análisis de datos, reduciendo la variabilidad manual y aumentando la reproducibilidad. Las plataformas automatizadas permiten realizar experimentos de alto rendimiento, descargando a los investigadores de trabajo para que puedan centrarse en el descubrimiento y en acelerar el ritmo de la innovación.
P4: ¿A qué áreas de la investigación pueden ayudar las soluciones de Molecular Devices?
A: Nuestras soluciones sirven de apoyo para una amplia variedad de áreas de investigación, como generación de modelos de enfermedades neurodegenerativas, neurofarmacología, neuroinmunología, neurodesarrollo, cribado de neurotoxicidad y análisis de redes neuronales.
P5: ¿Qué recursos hay disponibles para los investigadores interesados en las soluciones de Molecular Devices para neurociencias?
A: Ofrecemos seminarios web, pósteres científicos, notas de aplicación y casos prácticos que abarcan temas como generación de modelos de enfermedades, neurotoxicidad y flujos de trabajo automatizados. Los investigadores también pueden ponerse en contacto con nuestro equipo de quien recibirán ayuda y asesoramiento personalizados.
¿Preparado para acelerar su investigación en neurociencia con soluciones basadas en IA? Póngase en contacto con nosotros para saber cómo nuestras plataformas automatizadas pueden transformar sus flujos de trabajo.
Avance en el descubrimiento de fármacos con biología 3D relevante para humanos
Juntos estamos cambiando los paradigmas, ayudando a los científicos a ir más allá de los modelos tradicionales con soluciones de biología 3D automatizadas y escalables.
Desde nuestro sistema CellXpress.ai™ para cultivo celular de alto rendimiento hasta los modelos de organoides que reflejan con mayor precisión la biología humana, estamos propiciando la obtención de información fiable y reproducible durante las etapas iniciales del proceso de desarrollo de fármacos. Reduzca la desestimación de fármacos, evalúe la eficacia y tome decisiones más inteligentes con mayor antelación.
Asóciese con nosotros para crear flujos de trabajo más predictivos y avanzar en la ciencia relevante en humanos con confianza.
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Nuestro compromiso con la investigación en neurociencia y neurobiología
Molecular Devices proporciona instrumentos para el cribado de alto rendimiento (sistema FLIPR®), electrofisiología (Axon™ Patch-Clamp) y adquisición de imágenes celulares (sistemas de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress), que son esenciales para la realización de estudios en profundidad que permitan avanzar en la investigación de neurociencia y neurobiología celular.