Optimierter intravitaler Bildgebungsansatz für die Langzeitüberwachung der Dynamik des Epithelgewebes auf einem inversen konfokalen Mikroskop
30. Juni 2023
Das Protokoll stellt ein neues Werkzeug zur Vereinfachung der intravitalen Bildgebung mittels invertierter konfokaler Mikroskopie dar.
Wir haben ein Werkzeug entwickelt, um intravitale Bildgebung an lebenden Mäusen mit einem inversen konfokalen Mikroskop durchzuführen. Dies ermöglicht es uns, die Dynamik der Hautzellen während der gesamten Homöostase zu verfolgen und das Zellverhalten während des Krankheitsbeginns und -fortschreitens zu vergleichen. Die Multiphotonenmikroskopie ist der primäre Ansatz, um eine intravitale Zellverfolgung zu erreichen.
Zu den Nachteilen dieser Mikroskope gehören jedoch die begrenzte Vielseitigkeit der täglichen Bildgebung, die hohen Kosten und die technische Komplexität. Unser neues Tool ermöglicht den Einsatz vielseitiger inverser konfokaler Mikroskope für die In-vivo-Intravital-Bildgebung. Durch Modifikation der Designdatei können die Abmessungen des Tischeinsatzes an jedes inverse Mikroskop angepasst werden.
Das Objektivloch kann in der Größe geändert und neu positioniert werden, um es an jedes Tiermodell und Gewebe Ihrer Wahl anzupassen.
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Übersicht
Diese Studie stellt ein neuartiges Werkzeug zur Durchführung der intravitale Bildgebung mittels invertierter konfokaler Mikroskopie an lebenden Mäusen vor, das es Forschern ermöglicht, die Dynamik von Hautzellen während der Homöostase und des Krankheitsverlaufs zu verfolgen. Das neue Werkzeug behebt die Einschränkungen der Multiphotonen-Mikroskopie und macht die intravitale Bildgebung zugänglicher und vielseitiger.
Wesentliche Studienkomponenten
Forschungsbereich
- Intravitale Bildgebung
- Dynamik der Hautzellen
- Mikroskopietechniken
Hintergrund
- Zu den aktuellen Einschränkungen der Multiphotonenmikroskopie gehören hohe Kosten und technische Komplexität.
- Invertierte konfokale Mikroskope bieten vielseitige Bildgebungsoptionen für lebendes Gewebe.
- Durch ein angepasstes Design ist eine Anpassungsfähigkeit an verschiedene Tiermodelle möglich.
Verwendete Methoden
- Invertiertes konfokales Mikroskop mit kundenspezifischen, dreidimensional gedruckten Einlagen
- Lebende Mäuse als biologisches System
- Individuell anpassbare Bildgebungskonfiguration für verschiedene Gewebe
Hauptergebnisse
- Erfolgreiche Aufnahme von Z-Stacks fluoreszenzmarkierten Ohrgewebes mit minimalem Drift.
- Kontinuierliche Bildgebung von Hautzellen (mCherry- und GFP-positive) über verlängerte Zeiträume.
- Überprüfung der Wirksamkeit der 3D-gedruckten Live-Bildgebungs-Einlagen für stabile Aufnahmen.
Schlussfolgerungen
- Diese Studie zeigt einen innovativen Ansatz zur Verbesserung der intravitale Bildgebungsfähigkeiten.
- Das Werkzeug verbessert die Fähigkeit, zelluläre Dynamiken in lebenden Modellen zu untersuchen, und trägt so zur Weiterentwicklung der zellulären Biologie bei.
Häufig gestellte Fragen
Aussagekräftige Branchenrelevanz
Langzeit-Intravitalmikroskopie der Dynamik von Epithelgewebe ist entscheidend für das Verständnis zellulärer Verhaltensweisen, die der Entstehung und Progression von Krankheiten zugrunde liegen. Dieser optimierte Ansatz unter Verwendung der invertierten konfokalen Mikroskopie senkt technische und finanzielle Hürden und ermöglicht eine breitere Anwendung der In-vivo-Bildgebung in der entdeckungsorientierten biopharmazeutischen Forschung. Eine verbesserte Zugänglichkeit zu stabiler, quantitativer Live-Zell-Bildgebung unterstützt die Vorhersagegenauigkeit bei der frühen Target-Validierung und mechanistischen Studien.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Ermöglicht die direkte Beobachtung lebender Zellverhalten in intakten Gewebenumgebungen.
- Unterstützt die mechanistische Risikominderung durch die Verfolgung zellulärer Reaktionen während des Krankheitsbeginns.
- Erleichtert die funktionelle Zielvalidierung durch langfristige Überwachung zellulärer Dynamiken.
- Verbessert die Vorhersagesicherheit für die Frühphasentriage von Portfolio-Kandidaten.
Screening und Assay-Entwicklung
- Bietet validierte, reproduzierbare Abbildung fluoreszenzmarkierter Zellen in vivo.
- Liefert quantitative Z-Stapel-Ausgaben für die robuste Assay-Entwicklung.
- Unterstützt die Standardisierung und Skalierbarkeit über mehrere Gewebetypen und Tiermodelle hinweg.
- Ermöglicht eine zuverlässige Bewertung der Wirkung von Substanzen auf zelluläre Dynamiken auf Gewebeebene.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Abstimmung von In-vivo-Bildgebungsergebnissen mit krankheitsrelevanten Modellen für eine translationale Kontinuität.
- Ermöglicht risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung basierend auf zeitnahen Gewebeantworten.
- Unterstützt die Entdeckung von Biomarkern durch die Korrelation dynamischer Zellverhalten mit dem Krankheitsverlauf.
- Liefert mechanistische Erkenntnisse, die die Auswahl präklinischer Modelle leiten.
Pipeline- und Workflow-Integration
Diese Bildgebungsplattform integriert die frühe Forschung bis hin zur präklinischen Forschung und unterstützt die Hypothesenprüfung, Zielvalidierung und translationsmedizinische Studien.
- Entdeckungsbiologie: Ermöglicht die hypothesengeleitete Untersuchung zellulärer Dynamiken im nativen Gewebekontext.
- Screening: Bietet reproduzierbare, quantitative Bildgebungsergebnisse für die Bereitschaft von Assays.
- Analytik: Unterstützt die langfristige Erfassung zellulärer Verhaltensweisen und Gewebestabilität.
- Translationale Forschung: Verbindet Entdeckung und präklinische Validierung mithilfe bildgebender Verfahren mit krankheitsrelevanten Daten.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Durch die anpassbare Konstruktion ist eine Übertragung auf verschiedene Plattformen und Organsysteme möglich.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten bei Untersuchungen an lebendem Gewebe.
- Operativer Wert: Vereinfacht die Bildgebungsabläufe durch standardisierte, wiederverwendbare Komponenten.
- Strategischer Wert: Ermöglicht fundiertere Go/No-Go-Entscheidungen und eine effizientere Kapitalnutzung, indem technische Hürden reduziert werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von Entdeckungsprogrammen.
Durchführungsüberlegungen
- Erfordert Fachkenntnisse im Umgang mit lebenden Tieren und in der Bedienung von konfokalen Mikroskopen.
- Benötigt Zugang zu invertierten konfokalen Mikroskopen und kompatiblen, dreidimensional gedruckten Probenträgereinsätzen.
- Setzt eine standardisierte Vorgehensweise zwischen verschiedenen Arbeitsgruppen bei Bildgebungsprotokollen und Datenanalyse voraus.
- Kann durch konstruktive Anpassungen auf verschiedene Tiermodelle und Gewebetypen übertragen werden.
- Zu den praktischen Einschränkungen gehören die Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit der Tiere und die Stabilität der Bildgebung über längere Zeiträume hinweg.
