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Forcyte Biotechnologies, ImageXpress Micro 4 시스템을 이용하여 기계의학 발굴 스크린 실행 지원

“세계에서 가장 큰 메카노 의학 개발 스크리닝의 실행을 위해 우리는 독보적인 자동 초점 기능을 가졌으며, 섬세하게 시야와 해상도의 균형을 맞출 수 있고, 384플레이트 전체를 4개 채널에서 빠르게 이미징하면서도 세포를 기계적으로 활성 상태로 유지하는 시스템이 필요했습니다.

Forcyte Biotechnologies, Inc.

Ivan Pushkarsky, PhD, 공동창업자, 대표

Enrico Cortes, BS, 연구 보조

Yao Wang, PhD, 선임 과학자

Junyi Zhao, MS, 책임 엔지니어

ImageXpress Micro 4 High-Content Imaging 시스템

도전

Forcyte Biotechnologies, Inc.는 수축성 세포의 힘을 HTS assay의 종말점으로 하여 표현형 스크리닝을 수행하는 신약 개발 스타트업입니다. 이 회사는 수천 개의 세포를 동시에 부착하고 수축(또는 압착)할 수 있는 형광 마이크로 패턴이 포매된 연질 필름 바닥을 가진 독자적인 마이크로플레이트를 제조 및 활용합니다. 약물이 존재하는 경우 마이크로 패턴의 수축을 광학 장치로 측정하고, 새로운 메카노 조절 의학(메카노 의학)의 개발이 가능한 세포의 힘 생성 조절 여부에 대한 약물의 기능적 데이터를 제공합니다. 예를 들어, 기도 평활근 세포에 의해 생성된 힘을 안전하게 감소시키는 것으로 밝혀진 약물은 기관지확장을 통해 천식을 치료하고자 하는 새로운 치료 후보물질을 포함할 수 있습니다. 또한, 이 스크리닝 접근법은 고혈압, 조산, 경직성 방광, 심부전 또는 세포 힘 생성 이상을 보이는 모든 다른 질환(기계적 질병)과 같은 질환을 대상으로 한 표적에 구애받지 않는 약물 개발이 독자적으로 가능하도록 합니다.

Forcyte는 선택한 표적 세포의 부착을 돕는 적절한 부착 분자와 수축을 관찰할 수 있는 충분한 유연성을 제공하는 경직도로 FLECS 플레이트라고 불리는 이 마이크로플레이트를 제조한 뒤, 4개의 개별 세포 집단을 함께 플레이트의 각 웰에 시드합니다. 이는 2개 세포질 염료의 유무로 구성된 고유한 광학 바코드에 따라 구별할 수 있습니다. 그런 다음, 플레이트를 이미징하고 화면의 결과를 판독할 수 있을 때까지 세포를 약물과 함께 배양합니다.

연구팀에는 다음과 같은 이미징 시스템이 필요했습니다.

  • 플레이트당 20분 이하로 전체 384웰 플레이트를 빠르게 이미징
  • 4개 형광 채널에서의 이미지: 마이크로 패턴, 핵 염료, 세포질 염료 1개, 세포질 염료 2개
  • 기계적 활성의 손실을 방지하기 위해 배양기 환경을 유지
  • 독보적으로 고품질이며 빠른 자동 초점 조절 제공
  • 테라바이트급 이미지 구성

Forcyte Biotechnologies, ImageXpress Micro 4 사용

솔루션

Forcyte는 세포 수축에 대한 4방향 다중 스크리닝(4개의 개별 광학 바코드 인간 세포 유형을 동시 실행)을 실행하고자 하는 목표를 환경 제어 애드온 기능이 있는 몰레큘러디바이시스(Molecular Devices)의 ImageXpress® Micro 4 시스템을 이용하여 달성했습니다. 레이저 기반 자동 초점 기능으로 마이크로 패턴 기능, 세포 핵 및 세포질 염료를 밀리 세컨드 시간 단위로 빠르고 로버스트하게 초점을 조절할 수 있게 되었습니다. 빠른 단계 이동성과 결합된 이 기능으로 16분 이하의 충분한 노출 시간으로 모든 4개 채널을 포함한 전체 384웰 FLECS 플레이트 이미지 획득이 편리해졌습니다. 중요한 것은 시스템이 매분 마이크로 패턴 크기 단위의 변화에서 차이를 관찰할 수 있는 충분한 공간적 해상도를 가지고 전체 웰(한 이미지에서 전체 384웰 영역)의 이미지를 획득한다는 것입니다. Forcyte Biotechnologies 웹사이트에서 384웰 FLECS 플레이트에 대해 자세히 알아보십시오.

결과

Forcyte는 이 시스템을 자동화 구성요소와 함께 사용하여 하루에 최대 30,000개의 세포-약물 조합을 스크리닝했습니다. 그 결과, 수축 경로가 전체 조직과 세포 유형에 보존된다는 오래된 믿음과는 달리, 고도로 조직 특이적인 세포 수축 억제제가 존재한다는 사실을 보였습니다. 즉, 아래 그림과 같이 다중 형식의 시스템을 사용하면 단일 세포 유형에서 수축을 현저하게 억제하지만 적어도 세 가지 다른 유형에는 적용되지 않는 유효물질을 발견하게 됩니다. 이 방법은 Forcyte가 내장형 특이성 카운터 스크리닝으로 기계적 질환을 대상으로 한 동급 최고 약물을 개발하기 위해 세계에서 가장 큰 메카노 의학 개발 캠페인을 수행할 수 있게 합니다.

세포 수축에 대한 4방향 다중 스크리닝
단일 세포 유형에서의 수축