Ciencia de células madre y medicina regenerativa: Tecnología y métodos presentados en la ISSCR 2022

Ha sido otro gran año en la ISSCR 2022. Líderes de todo el mundo se reunieron para analizar nuevas tecnologías, compartir conocimientos y explorar los últimos avances en ciencia de células madre y medicina regenerativa. Además, los asistentes aprendieron sobre soluciones automatizadas y cuantificables para las complejidades que vienen con los ensayos de modelos celulares 3D.

En caso de que te hayas perdido el espectáculo o quieras obtener más detalles sobre la tecnología y los métodos presentados, ¡tenemos todo lo que necesitas!

Monitorización del crecimiento y caracterización de los efectos compuestos en organoides intestinales 3D con imágenes de alto contenido

organoides intestinales 3D con imágenes de alto contenido
https://main--moleculardevices--hlxsites.hlx.page/en/assets/scientific-posters/dd/img/monitoring-growth-and-characterization-of-compound-effects-in-3d-intestinal-organoids
La complejidad de los modelos celulares 3D sigue siendo un obstáculo para una adopción más amplia en la investigación y el cribado de fármacos. En este póster, describimos un cultivo celular automatizado e integrado y una solución de adquisición de imágenes de alto contenido que permite la monitorización, el mantenimiento, la caracterización automatizada de organoides y la prueba de los efectos de varios compuestos. La solución integrada incluye un sistema de adquisición de imágenes confocal, incubadora automatizada, manipulador de líquidos y robot colaborativo.

Desarrollamos métodos para la automatización de las células sembradoras en Matrigel y el intercambio de medios, así como para monitorizar el desarrollo de organoides intestinales de ratón mediante imágenes en luz transmitida. El análisis de imágenes basado en aprendizaje automático permitió la detección de organoides y la caracterización de su tamaño y densidad. El análisis avanzado de imágenes permitió la reconstitución en 3D y la evaluación fenotípica compleja de estructuras organoides, incluida la caracterización del tamaño y la complejidad de los organoides, la morfología y viabilidad celulares y la presencia de marcadores de diferenciación. Demostramos los efectos de toxicidad dependientes de la concentración de varios fármacos contra el cáncer.

Hemos aumentado aún más la complejidad generando organoides intestinales humanos en micropocillos con forma de U microestampados Gri3D® en el hidrogel. Demostramos las herramientas para aumentar el rendimiento y la automatización de los ensayos de organoides y el cribado de compuestos y proponemos enfoques de análisis y descriptores que proporcionan más información sobre estos modelos complejos.

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Organizaciónestructural y análisis funcional de larespuestaa compuestos enmicrotejidos humanos 3Dde cultivotricelular cardíaco derivado de iPSC

Microtejidos cardiacos tricultivos derivados de iPSC humano 3D
https://main--moleculardevices--hlxsites.hlx.page/en/assets/scientific-posters/dd/img/structural-organization-in-3d-human-ipsc-derived-cardiac-tri-culture-microtissues
El corazón humano es un órgano complejo que proporciona procesos altamente regulados para transportar la sangre por todo el cuerpo. El ventrículo humano adulto está compuesto por cardiomiocitos, células endoteliales, fibroblastos y otros tipos de células de apoyo. Aunque los cardiomiocitos constituyen el 75% del volumen total del ventrículo humano, solo constituyen el 50% del número total de células. Las publicaciones recientes muestran que los microtejidos de cocultivo tricelular de cardiomiocitos, células endoteliales y fibroblastos cardíacos derivados de iPSC humano mejoran la maduración y la actividad funcional.

En este estudio, utilizamos un modelo de tricultivo creado mezclando células cardíacas derivadas de iPSC con fibroblastos adultos primarios y células endoteliales derivadas de iPSC. Utilizamos un sistema de manipulación de líquidos Biomek i7 para la siembra de células y el posterior intercambio de medios. Investigamos la actividad funcional de los microtejidos registrando las oscilaciones de calcio con un instrumento de registro de fluorescencia cinética rápida, el sistema de detección celular de alto rendimiento FLIPR® Penta, mientras se realizaba el análisis de formas de onda con el módulo de software ScreenWorks2® Peak Pro. Además, utilizamos imágenes de alto contenido para caracterizar la estructura y morfología de nuestros microtejidos 3D con el sistema de imágenes de alto contenido ImageXpress® Micro Confocal. La estructura 3D de los microtejidos se reconstruyó y analizó con el software de adquisición y análisis de imágenes de alto contenido MetaXpress®.

Los datos presentados aquí destacan la utilidad y relevancia biológica del uso de tipos celulares derivados de iPSC en microtejidos 3D como modelo prometedor para medir los efectos compuestos en tejidos cardíacos humanos en un formato de alto rendimiento.

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Monitorización automática del desarrollo y análisis de la actividad de organoides cerebrales 3D derivados de iPSC

organoides cerebrales 3D derivados del iPSC
https://main--moleculardevices--hlxsites.hlx.page/en/assets/scientific-posters/dd/img/automated-monitoring-of-development-and-activity-analysis-of-ipsc-derived-3d-cerebral-organoids
El cultivo de organoides complejos, como los organoides cerebrales, es una tecnología de desarrollo rápido que tiene un inmenso potencial en áreas de neurobiología del desarrollo y neurodegeneración. Los recientes avances han hecho posible el cultivo de organoides cerebrales a partir de iPSC, lo que permite el estudio del desarrollo cortical y las enfermedades asociadas a él. Se requiere más trabajo antes de poder utilizar los organoides cerebrales a escala para estudios genómicos funcionales, descubrimiento de fármacos y estudio de los efectos de la toxicidad inducida por compuestos. Describimos aquí un método para el cultivo y monitorización semiautomatizados de organoides cerebrales, así como el análisis de la actividad neuronal funcional por medio del registro de oscilaciones de Ca2+.

Los organoides cerebrales se desarrollaron a partir de iPSC utilizando métodos publicados previamente (Lancaster 2014). El método se adoptó para un flujo de trabajo parcialmente automatizado y la monitorización de cultivos utilizando el sistema de adquisición de imágenes de alto contenido ImageXpress ConfocalHT.ai . Hemos supervisado el tamaño y la morfología del desarrollo de microtejidos cerebrales en la luz transmitida durante 20 semanas de desarrollo mediante el análisis de imágenes basado en aprendizaje profundo (IN Carta® Image Analysis Software) para definir el tamaño, la forma y la densidad de los tejidos. Para la detección de actividades funcionales, las oscilaciones de calcio de grupos seleccionados de microtejidos se registraron mediante imágenes y se analizaron utilizando MetaXpress High-Content Image Acquisition and Analysis Software para el análisis de picos cinéticos.

El método demuestra una promesa para la evaluación de los efectos de los fármacos farmacéuticos, las toxinas y las mutaciones genéticas, mientras que se necesita un mayor desarrollo del método para las aplicaciones de cribado.

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