Оптимизированный подход к прижизненной визуализации для долгосрочного мониторинга динамики эпителиальных тканей на инвертированном конфокальном микроскопе
30 июня 2023 г.
Протокол представляет собой новый инструмент для упрощения прижизненной визуализации с помощью инвертированной конфокальной микроскопии.
Мы разработали инструмент для проведения прижизненной визуализации на живых мышах с помощью инвертированного конфокального микроскопа. Это позволяет нам отслеживать динамику клеток кожи на протяжении всего гомеостаза и сравнивать поведение клеток во время начала и прогрессирования заболевания. Многофотонная микроскопия является основным подходом, применяемым для прижизненного отслеживания клеток.
Однако к недостаткам этих микроскопов относятся ограниченная универсальность повседневной визуализации, высокая стоимость и техническая сложность. Наш новый инструмент позволяет использовать универсальные инвертированные конфокальные микроскопы для прижизненной визуализации in vivo. Изменяя файл проекта, размеры вставки предметного столика можно настроить в соответствии с любой маркой инвертированного микроскопа.
Размер и положение отверстия объектива могут быть изменены в соответствии с любой моделью животного и тканью по вашему выбору.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании представлен новый инструмент для проведения прижизненной визуализации с использованием инвертированного конфокального микроскопа на живых мышах, позволяющий исследователям отслеживать динамику клеток кожи в условиях гомеостаза и при прогрессировании заболевания. Новый инструмент устраняет ограничения мультифотонной микроскопии, делая прижизненную визуализацию более доступной и универсальной.
Основные компоненты исследования
Область исследования
- Прижизненная визуализация
- Динамика клеток кожи
- Методы микроскопии
Теоретическая часть
- К текущим ограничениям многофотонной микроскопии относятся высокая стоимость и техническая сложность.
- Инвертированные конфокальные микроскопы предлагают универсальные возможности визуализации живых тканей.
- Индивидуальный дизайн обеспечивает адаптивность к различным моделям животных.
Используемые методы
- Инвертированная конфокальная микроскопия с использованием напечатанных на 3D-принтере вставок
- Живые мыши в качестве биологической системы
- Настраиваемая установка для визуализации различных тканей
Основные результаты
- Успешное получение Z-стеков флуоресцентно меченых тканей ушной раковины с минимальным дрейфом.
- Непрерывная визуализация клеток кожи (положительных по mCherry и GFP) в течение длительных периодов времени.
- Подтверждена эффективность напечатанных на 3D-принтере вставок для визуализации живых объектов в целях обеспечения стабильности изображения.
Выводы
- В данном исследовании представлен инновационный подход к расширению возможностей intravital-визуализации.
- Данный инструмент позволяет более эффективно изучать клеточную динамику в живых моделях, что способствует развитию исследований в области клеточной биологии.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для отрасли
Долговременная интравитальная визуализация динамики эпителиальной ткани имеет решающее значение для понимания клеточных механизмов, лежащих в основе возникновения и прогрессирования заболеваний. Данный оптимизированный подход с использованием инвертированной конфокальной микроскопии снижает технические и финансовые барьеры, что способствует более широкому внедрению визуализации in vivo в биофармацевтических исследованиях на стадии поиска новых мишеней. Повышение доступности стабильной количественной визуализации живых клеток повышает прогностическую достоверность при ранней валидации мишеней и проведении механистических исследований.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранние этапы поиска и валидация мишени
- Позволяет напрямую наблюдать за поведением живых клеток в условиях интактных тканей.
- Обеспечивает снижение механистических рисков за счет отслеживания клеточных ответов при возникновении заболевания.
- Способствует функциональной валидации мишеней посредством лонгитюдного мониторинга динамики клеток.
- Повышает прогностическую точность при отборе перспективных кандидатов на ранних этапах формирования портфеля.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает валидированную, воспроизводимую визуализацию флуоресцентно меченных клеток in vivo.
- Предоставляет количественные данные Z-стека для надежной разработки анализа.
- Поддерживает стандартизацию и масштабируемость для различных типов тканей и моделей животных.
- Позволяет достоверно оценивать влияние соединений на динамику клеток на уровне тканей.
Трансляционные и доклинические исследования
- Сопоставляет результаты визуализации in vivo с релевантными моделями заболеваний для обеспечения трансляционной преемственности.
- Позволяет принимать решения о дальнейшем продвижении с учетом рисков на основе реакций тканей в реальном времени.
- Способствует поиску биомаркеров путем корреляции динамического поведения клеток с прогрессированием заболевания.
- Предоставляет механистическое понимание, которое служит основой для выбора доклинической модели.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Эта платформа визуализации объединяет этапы от раннего поиска до доклинических исследований, обеспечивая поддержку проверки гипотез, валидации мишеней и трансляционных исследований.
- Фундаментальная биология: обеспечивает возможность проверки гипотез путем исследования клеточной динамики в контексте нативных тканей.
- Скрининг: предоставляет воспроизводимые количественные результаты визуализации для подготовки анализа.
- Аналитика: поддерживает лонгитюдное измерение клеточного поведения и стабильности тканей.
- Трансляционные исследования: связывает этап открытия с доклинической валидацией с помощью данных визуализации, релевантных конкретным заболеваниям.
- Корпоративное повторное использование: настраиваемый дизайн позволяет адаптировать метод для различных платформ и систем органов.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает точность прогнозов и снижает механистическую неопределенность в исследованиях живых тканей.
- Операционная ценность: Оптимизирует рабочие процессы визуализации за счет использования стандартизированных многоразовых компонентов.
- Стратегическая ценность: Обеспечивает более эффективный прием решений о продолжении или прекращении разработки («go/no-go») и повышает эффективность использования капитала за счет снижения технических барьеров.
- Влияние на портфель: Поддерживает приоритизацию с учетом рисков и продвижение программ по поиску и разработке новых препаратов.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с живыми животными и владения методами конфокальной микроскопии.
- Необходим доступ к инвертированным конфокальным микроскопам и совместимым вставкам для предметного столика, напечатанным на 3D-принтере.
- Требуется межгрупповая стандартизация протоколов визуализации и анализа данных.
- Метод может быть адаптирован для различных моделей животных и типов тканей путем модификации конструкции.
- Практические ограничения включают поддержание жизнеспособности животных и стабильности изображения в ходе длительных сессий.
