Schnell und flexibel – Der neue DUOS2 von SCREEN eröffnet neue Wege beim High-Throughput Screening

Durch neueste Entwicklungen in der Imaging-Technologie gelingt es immer besser, zelluläre Prozesse und ihre Auswirkungen zu verstehen.  Imaging wird häufig eingesetzt, um Zellstrukturen zu charakterisieren und morphologische und interzelluläre Veränderungen zu analysieren. Biologische Prozesse können dadurch besser verstanden werden.  Imaging hat sich außerdem beim High-Content- und High-Throughput-Screening in Anwendungen der Wirkstoffentdeckung bewährt. Zellbasierte Analysen sind in den letzten Jahren stark verbessert worden, so dass in vitro Untersuchungen jetzt physiologisch relevante Daten für die Untersuchung und Beschreibung von morphologischen und zellulären Veränderungen liefern können. Daher werden 3D-Zellkulturen-Systeme heute häufig für in vitro und ex vivo Untersuchungen verwendet – nicht nur in den Bereichen Wirkstoffentdeckung und investigative Toxikologie, sondern auch um Veränderungen auf phänotypischer und molekularer Ebene zu analysieren.
Die neue Imaging-Plattform Cell3imager DUOS2 von SCREEN kann sowohl 3D- als auch 2D-Zellkulturen abbilden und eignet sich für die unterschiedlichsten Therapieansätze im Bereich der regenerativen Medizin. Mit der Möglichkeit zur Fluoreszenz ermöglicht DUOS2 auch Multiparameter-Untersuchun- gen (2D und 3D), mit denen sich Veränderungen auf morphologischer, zellulärer und molekularer Ebene beobachten lassen, die im Time-Lapse-Modus kultiviert werden. Damit lassen sich Neuriten-Auswuchs-Assays bestimmen und quantifizieren, Sphäroide und Organoide nicht-invasiv beobachten, sowie Multifluoreszenz-Färbungen vornehmen, um quantitative Informationen über Proteine/Biomarker zu erhalten. Die einzigartige, schnelle Hellfeld-Imaging-Tauglichkeit des Systems ermöglicht nicht-invasive, zellbasierte Untersuchungen.
DUOS2 bietet eine sehr hohe Auflösung und ultraschnelles Scanning, mit der Möglichkeit zur Integration in bestehende Robotiksysteme.
Die folgenden zwei Anwendungsbeispiele zeigen die Flexibilität des Systems. Im ersten Beispiel wurden intestinale Organoide in Mikrotiterplatten kultiviert und ihr Wachstum mit Hilfe von markierungsfreiem Hellfeld-Imaging untersucht. Am Ende der Kultivierungszeit wurde das Wachstum mit der neuen Deep-Learning Software von SCREEN extrapoliert (Abb. 1).
High-Speed Scanning erlaubt markierungsfreies Imaging von multizellulären, hepatitischen 3D-Sphäroiden, die für Anwendungen in der Qualitätskontrolle in Mikrowells kultiviert werden. Anwendbar auf die Bewertung, Evaluierung und Bestimmung von potenziell nicht-toxischen Verbindungen für weitere vorklinische Entwicklungen.

Neue Zell- und Molekulartechnologien haben dazu geführt, dass Stammzellen heute verwendet werden, um die Pathogenese von verschiedenen Krankheiten zu untersuchen. In diesem Zusammenhang hat die induzierte Pluripotente Stammzellen (iPS) Technologie viel für die regenerative Medizin und die neurodegenerative Therapienlandschaft geleistet. Mit ihrer Hilfe lassen sich die zellulären Aspekte von Krankheiten untersuchen. Dazu werden in vitro Assay-Systeme verwendet, um Zusammensetzungen durch Vermessen der Neuriten-Auswuchs-Endpunkte zu bestimmen. Wie in Abb. 2 zu sehen, wurden IPSC-Zellen über einen gewissen Zeitraum kultiviert und hinsichtlich des Neuriten-Auswuchses beobachtet. Die Neuritenlängen können quantifiziert werden, um den Effekt der unterschiedlichen Zusammensetzungen zu messen. Die neuronalen Zellen wurden mit TUJ1 (Tubulin beta III) und PHOX 2B gefärbt, um die Zellkörper und Neuritenlängen zu quantifizieren.
Die vom Cell 3imager DUOS 2 verwendete Technologie ist robust, schnell und flexibel anpassbar für ein breites Spektrum an Anwendungen der zellbasierten Analyse in regenerativer Medizin und anderen Therapieansätzen.

Mehr über das Zell-Imaging System mit hohem Durchsatz

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