En Bioneer utilizan el sistema ImageXpress Micro Confocal para la adquisición de imágenes de alto rendimiento de modelos 3D de enfermedades

El reto

Revolucionando la fase inicial del descubrimiento de fármacos para inmunooncología y la creación de modelos de enfermedades neurodegenerativas: adquisición de imágenes de alto rendimiento de modelos 3D de enfermedades

Bioneer A/S es un proveedor de servicios de investigación danés que ofrece servicios avanzados de ensayos celulares, técnicas de histología molecular y descubrimiento de biomarcadores, producción de proteínas y desarrollo de fármacos. Fundada originalmente en 1982, tiene su sede central al norte de Copenhague y otros dos centros en Copenhague y Lund, Suecia. Su misión es aumentar la competitividad de sus clientes de todo el mundo facilitándoles el desarrollo inicial exploratorio de nuevas soluciones terapéuticas.

Christian Clausen, director de Investigación y Desarrollo en Bioneer, comenta: “Disponemos de instalaciones de laboratorio de última generación y empleados formados científicamente que se esfuerzan por resolver proyectos de I+D, desde proyectos muy sencillos a proyectos muy complejos, que implican múltiples disciplinas en toda nuestra organización. Un excelente ejemplo son los modelos 3D de enfermedades, en los que es necesario un enfoque multidisciplinar para proporcionar a los clientes datos obtenidos en un entorno complicado más parecido al entorno in vivo”.

Bioneer ha estado desarrollando modelos celulares y ensayos celulares para empresas durante muchos años con competencia acumulada. Se han centrado especialmente en modelos inmunológicos, de cáncer, neurodegenerativos y en diversos modeles de barrera (p. ej., barrera hematoencefálica y modelos intestinales), así como en el estudio cuantitativo por imagen. En los últimos años, cada vez ha quedado más claro para ellos que pasar a estos modelos y tecnologías en una combinación de configuraciones 3D y de alto rendimiento proporcionaría una serie de vías nuevas para resolver proyectos de descubrimiento de fármacos en su fase inicial para nuestros clientes.

Hace cuatro años, el equipo inició programas de desarrollo interno para cambiar sus modelos internos y ensayos celulares a formatos 3D, en configuraciones de rendimiento semialto para los estudios de prueba de concepto. Estos esfuerzos han tenido mucho éxito y el equipo está ahora en una fase en la que el siguiente paso es implementar algunos de los modelos en plataformas de adquisición de imágenes 3D de alto rendimiento.

Tras evaluar diferentes sistemas de estudio por imagen 3D de alto rendimiento, el equipo eligió el sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress Micro Confocal para avanzar en sus estudios de inmunooncología y enfermedades neurodegenerativas.

La solución

Christian Clausen nos explica que “esto no solo es importante para tener los mejores modelos celulares en Bioneer, sino también para contar con equipos de adquisición y análisis de imágenes de última generación que permitan ofrecer a nuestros clientes un apoyo a la investigación de gran calidad. Creemos que las funciones del sistema ImageXpress Micro Confocal se ajustan a nuestras necesidades y potenciará adicionalmente nuestra capacidad para prestar asistencia a pequeñas y medianas empresas de biotecnología que no disponen de conocimientos ni equipamiento para realizar estos análisis internamente, así como a las grandes compañías farmacéuticas que necesitan ayuda con la implementación de la tecnología interna o están buscando un socio externo para manejar estos análisis en el proceso de descubrimiento de fármacos”.

Sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress Micro Confocal

Detalles

Productos utilizados

El sistema ImageXpress Micro Confocal es una solución de alto contenido que puede intercambiar entre la adquisición de imágenes de campo amplio y confocal de células vivas y fijadas. Puede capturar imágenes de alta calidad de organismos completos, tejidos gruesos, modelos 2D y 3D y eventos celulares o intracelulares. El confocal con disco giratorio y la cámara sCMOS permite la adquisición de imágenes de eventos rápidos y raros como el latido de células cardíacas y la diferenciación de células madre. Con el software MetaXpress, el sistema permite numerosas aplicaciones de adquisición de imágenes confocales desde el desarrollo de ensayos 3D al cribado.

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Los resultados

Inmunooncología

El equipo de Bioneer ha experimentado una creciente demanda e interés por modelos que no se limitan simplemente a células en monocapa (2D), sino en los que las células han tenido la posibilidad de formar estructuras que recrean más fielmente el microambiente tumoral que se ve in vivo. Esto también incluye la autoorganización con otros tipos celulares, como las células del estroma. Lo innovador del campo de la inmunooncología es estudiar la función de las células inmunitarias y su capacidad para reconocer y matar a las células cancerosas. Ahora están trabajando en el establecimiento de modelos 3D de esferoides de cáncer, combinando sus aptitudes en oncología con su plataforma de modelos inmunológicos. Utilizando este modelo, podrán analizar la infiltración de células inmunitarias (linfocitos T y células NK) en diferentes tumores. Gracias a la implementación del sistema ImageXpress Micro Confocal, aspiran a establecer ensayos de alto rendimiento para el cribado de diversas moléculas pequeñas inhibidoras e inhibidores de puntos de control por sus efectos sobre los esferoides 3D de inmunooncología. También analizarán el modo de acción de las células inmunitarias para matar o migrar dentro de los esferoides de cáncer, así como la influencia de diferentes fármacos candidatos para inmunooncología.

Enfermedad neurodegenerativa

Empleando células madre pluripotentes inducidas (iPSC), el equipo de Bioneer ha desarrollado modelos para varias enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la demencia frontotemporal. Ya están en camino de desarrollar en estos modelos diferentes ensayos que reflejen fenotipos específicos de enfermedades. Dichos ensayos fenotípicos podrían ser, por ejemplo, la caracterización de agregados de proteínas, la localización errónea de proteínas, la autofagia, la mitofagia y el crecimiento axonal. Como sistema de prueba de concepto para el crecimiento axonal, han desarrollado una línea celular de iPSC en la que pueden inducir la expresión de la proteína NGN2 que causa la diferenciación acelerada de las células a neuronas en las que se produce el crecimiento axonal en tan solo 2-3 días. El equipo está ahora implementando esto en el sistema ImageXpress Micro Confocal para monitorizar el crecimiento axonal en configuraciones más avanzadas. Además utilizarán los fenotipos bien establecidos (como la función alterada de los lisosomas y la autofagia celular) para configurar los ensayos de adquisición de imágenes 3D de alto rendimiento con el sistema ImageXpress Micro Confocal para analizar compuestos farmacéuticos que afectan a estos procesos.

El descubrimiento de fármacos depende ahora principalmente de ensayos de alto rendimiento con un margen importante para medir los efectos de los fármacos candidatos. Los modelos celulares 3D, en general, se espera que revolucionen el rendimiento de las fases iniciales del descubrimiento de fármacos, lo que puede tener como resultado una selección preliminar de mayor calidad de los candidatos a compuestos cabeza de serie y, en consecuencia, una productividad en I+D mejorada. Bioneer tiene un punto de vista óptimo en este campo, en términos de competencias y tecnologías, y podrá impactar significativamente en los métodos para las fases iniciales de descubrimiento de fármacos, tanto en compañías de biotecnología como en grandes compañías farmacéuticas. Especialmente en la creación de modelos de inmunooncología y enfermedades neurodegenerativas, Bioneer será un socio excelente para trabajar con él.

Bioimpresión de cultivo 3D de neuronas inducibles analizadas en el sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress Micro Confocal. Verde = GFP. Rojo = Tubulina β. Azul = Hoechst. Imagen cortesía de Bioneer A/S.

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