به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، پوستری که در کنفرانس ELRIG Drug Discovery 2026 توسط ایزابل گامیرو-روس، دنیز آر. بی. دی پیلگر، مینگ جیانگ، اوک-ریول سونگ، اسکات وارچال، کریستوف کووال، آدرین پاسکیه، جوزف تورسلی، هری ساویل، جان هلیکار، سارا تامانیو و مایکل هاول از مؤسسهٔ فرانسیس کریک ارائه شده، نشان می‌دهد که سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (iPSCs)، سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs) و ارگانوئیدهای سه‌بعدی به مدل‌های بنیادین در کشف دارو تبدیل شده‌اند. این سلول‌ها سلول‌های انسانی معتبر و از نظر آزمایشگاهی قابل دسترسی را فراهم می‌کنند و ارتباط ترجمانی کشف هدف و ترکیب را بهبود می‌بخشند. با این حال، استفاده از آنها در مقیاس بزرگ دشوار باقی مانده است. حفظ این کشت‌ها نیازمند مهارت فنی قابل‌توجه و تعهد کارکنان است که تخمین زده می‌شود سالانه ۱۰ تا ۲۰٬۰۰۰ ساعت در میان پژوهشگران سلول‌های بنیادی کریک باشد، و دستکاری‌های پیچیده مانند تمایز می‌تواند تا ۳۰ روز فعالیت مداوم را طلب کند. دستکاری دستی همچنین تنوع بین دسته‌ای و مرتبط با کاربر را اضافه می‌کند که به آزمون‌های پایین‌دستی منتقل می‌شود. برای غلبه بر این محدودیت‌ها، پژوهشگران پلتفرم‌های خودکار یکپارچه‌ای توسعه داده‌اند که کشت قوی سلول‌های بنیادی را با مهندسی ژنتیک، آزمون‌های پیچیدهٔ سلولی و غربالگری با توان بالا به هم متصل می‌کنند. پلتفرم شامل دستگاه‌های متعددی است که با یکدیگر تعامل دارند و از طریق نرم‌افزار زمان‌بندی Momentum ارتباط برقرار می‌کنند. دستکاری رباتیک، دستکاری مایع خودکار، انکوباسیون و تصویربرداری، حفظ بلندمدت و استاندارد چندین رده سلول ES/iPSC انسانی را با حداقل دخالت دستی ممکن می‌سازند. جریان‌های کاری آنها هم پاساژ تک‌سلولی و هم پاساژ توده‌ای را پشتیبانی می‌کنند، با نظارت خودکار بر کیفیت کشت و وضعیت سلول از طریق تصویربرداری زنده. در بیش از ۱۶ پاساژ، کشت‌های خودکار ES و iPSC پایداری ژنومی، بیان بیش از ۹۵٪ نشانگرهای پرتوانی و ظرفیت تمایز سه‌ردیفی قوی را حفظ کردند. پروفایل STR و آزمون مایکوپلاسما به‌ترتیب هویت همهٔ رده‌های سلولی و عدم آلودگی را تأیید کردند. برای مقایسهٔ تمایز سلول‌های iPSC Wibj2 با استفاده از سیستم خودکار و روش دستی، از کیت STEMdiff™ Trilineage Differentiation استفاده شد و نتایج مشابهی برای هر دو رویکرد به دست آمد: هر سه لایهٔ زایا بیان بالایی از نشانگرهای خاص تمایز اولیه و بیان پایینی از نشانگر تمایزنیافته OCT3/4 نشان دادند. پلتفرم خودکار سلول‌های بنیادی، جریان‌های کاری پرکار سلول‌های بنیادی و پیچیدهٔ سلولی را به یک منبع مقیاس‌پذیر برای research کشف و همچنین کشف دارو و هدف تبدیل می‌کند. کشت‌های خودکار پایداری ژنومی، پرتوانی و ظرفیت سه‌ردیفی را در بیش از ۱۶ پاساژ حفظ می‌کنند در حالی که زمان کار دستی را تا ۸۵٪ کاهش می‌دهند. رویکرد یکپارچهٔ آنها، که کشت خودکار سلول‌های بنیادی را با تحلیل و کمّی‌سازی خودکار داده‌ها جفت می‌کند، امکان ساده‌سازی و مشارکت مثبت در زمینهٔ در حال رشد research سلول‌های بنیادی را فراهم می‌آورد.
 

 سلول‌های بنیادی و ارگانوئیدها — مدل‌های بنیادین در کشف دارو
سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (iPSCs)، سلول‌های بنیادی جنینی (ESCs) و ارگانوئیدهای سه‌بعدی به مدل‌های بنیادین در کشف دارو تبدیل شده‌اند. این سلول‌ها سلول‌های انسانی معتبر و از نظر آزمایشگاهی قابل دسترسی را فراهم می‌کنند و ارتباط ترجمانی کشف هدف و ترکیب را بهبود می‌بخشند. با این حال، استفاده از آنها در مقیاس بزرگ دشوار باقی مانده است. حفظ این کشت‌ها نیازمند مهارت فنی قابل‌توجه و تعهد کارکنان است که تخمین زده می‌شود سالانه ۱۰ تا ۲۰٬۰۰۰ ساعت در میان پژوهشگران سلول‌های بنیادی کریک باشد، و دستکاری‌های پیچیده مانند تمایز می‌تواند تا ۳۰ روز فعالیت مداوم را طلب کند.

پلتفرم خودکار یکپارچه، ترکیب کشت، مهندسی و غربالگری
برای غلبه بر این محدودیت‌ها، پژوهشگران پلتفرم‌های خودکار یکپارچه‌ای توسعه داده‌اند که کشت قوی سلول‌های بنیادی را با مهندسی ژنتیک، آزمون‌های پیچیدهٔ سلولی و غربالگری با توان بالا به هم متصل می‌کنند. پلتفرم شامل دستگاه‌های متعددی است که با یکدیگر تعامل دارند و از طریق نرم‌افزار زمان‌بندی Momentum ارتباط برقرار می‌کنند. دستکاری رباتیک، دستکاری مایع خودکار، انکوباسیون و تصویربرداری، حفظ بلندمدت و استاندارد چندین رده سلول ES/iPSC انسانی را با حداقل دخالت دستی ممکن می‌سازند. جریان‌های کاری آنها هم پاساژ تک‌سلولی و هم پاساژ توده‌ای را پشتیبانی می‌کنند، با نظارت خودکار بر کیفیت کشت و وضعیت سلول از طریق تصویربرداری زنده.

 زیرساخت پشتیبان، دستکاری مایع، میکروسکوپ‌ها و تحلیل خودکار
زیرساخت پشتیبان شامل دستکاری مایع با مجموعه‌ای از ابزارها (Echo، Combi nL، Myra، Biomek FX، Multiflo و Viaflo) است که امکان اجرای آزمون‌های پیچیدهٔ سلولی و سایر آزمون‌ها را در طیفی از فرمت‌های صفحه (۲۴ تا ۳۸۴ چاهک) و حجم‌ها (نانولیتر تا میلی‌لیتر) فراهم می‌کند. میکروسکوپ‌های خودکار از تصویربرداری زندهٔ سلولی با وضوح پایین در چندین روز تا میکروسکوپ‌های کانفوکال دیسک چرخان (مانند Opera Phenix Plus) متصل به سیستم‌های رباتیک را شامل می‌شوند که قادر به کسب و تحلیل تصویر مداوم و خودمختار هستند. خطوط لولهٔ تحلیل خودکار برای کمّی‌سازی خواص سلول‌های بنیادی و ویژگی‌های خاص رده سلولی مدل‌های مبتنی بر سلول‌های بنیادی طراحی شده‌اند.

 مدل‌های سه‌بعدی — فراتر از سلول‌های چسبنده
پلتفرم‌های خودکار به سلول‌های چسبنده محدود نمی‌شوند. پژوهشگران همچنین به گروه‌های تحقیقاتی کمک می‌کنند تا از آنها برای سیستم‌های مدل سه‌بعدی استفاده کنند، جایی که می‌توانند حفظ، نظارت و دستکاری آزمایشی ارگانوئیدها، گاسترولوئیدها و اسفروئیدهای سرطانی را پشتیبانی کنند. تصاویر میدان روشن از ترانکوئیدها (روزهای ۰ تا ۳) در همکاری با تیاگو ریتو (آزمایشگاه بریسکو) نمونه‌ای از این کاربرد است.

 کیفیت و قابلیت تکرارپذیری — پرتوانی و پایداری ژنومی
در بیش از ۱۶ پاساژ، کشت‌های خودکار ES و iPSC پایداری ژنومی، بیان بیش از ۹۵٪ نشانگرهای پرتوانی و ظرفیت تمایز سه‌ردیفی قوی را حفظ کردند. پروفایل STR و آزمون مایکوپلاسما به‌ترتیب هویت همهٔ رده‌های سلولی و عدم آلودگی را تأیید کردند. توانایی سیستم برای حفظ رده‌های سلولی ES و iPSC انسانی در صفحات ۱۲ چاهکی برای حداقل ۶ و ۸ پاساژ، برای توده‌ها و سلول‌های تک، آزمایش شد. مورفولوژی سلولی تکرارپذیر در طول زمان در کشت‌های حفظ‌شده توسط پلتفرم خودکار مشاهده شد که با مورفولوژی استاندارد PSC سازگار است. آستانهٔ بیش از ۹۵٪ از جمعیت که ترکیبی از سه نشانگر حالت تمایزنیافته را بیان می‌کنند به عنوان شاخص کیفیت کشت سلولی تعیین شد.

 ظرفیت تمایز — مقایسهٔ روش خودکار و دستی
برای مقایسهٔ تمایز سلول‌های iPSC Wibj2 با استفاده از سیستم خودکار و روش دستی، از کیت STEMdiff™ Trilineage Differentiation استفاده شد و نتایج مشابهی برای هر دو رویکرد به دست آمد: هر سه لایهٔ زایا بیان بالایی از نشانگرهای خاص تمایز اولیه و بیان پایینی از نشانگر تمایزنیافته OCT3/4 نشان دادند. این یافته نشان می‌دهد که پلتفرم خودکار می‌تواند کیفیت تمایز مشابه با روش دستی را حفظ کند.

 نتیجه‌گیری — کاهش ۸۵٪ زمان کار دستی
پلتفرم خودکار سلول‌های بنیادی، جریان‌های کاری پرکار سلول‌های بنیادی و پیچیدهٔ سلولی را به یک منبع مقیاس‌پذیر برای research کشف و همچنین کشف دارو و هدف تبدیل می‌کند. کشت‌های خودکار پایداری ژنومی، پرتوانی و ظرفیت سه‌ردیفی را در بیش از ۱۶ پاساژ حفظ می‌کنند در حالی که زمان کار دستی را تا ۸۵٪ کاهش می‌دهند. در یک مثال، ۸ صفحهٔ ۱۲ چاهکی، ۴ رده سلولی، پاساژ هر ۴ روز به مدت ۹ هفته، بیش از ۸۵٪ کاهش زمان کار دستی پژوهشگر را نشان داد. رویکرد یکپارچهٔ آنها، که کشت خودکار سلول‌های بنیادی را با تحلیل و کمّی‌سازی خودکار داده‌ها جفت می‌کند، امکان ساده‌سازی و مشارکت مثبت در زمینهٔ در حال رشد research سلول‌های بنیادی را فراهم می‌آورد.

پایان مطلب/