RASTRUM 3次元培養プラットフォーム

創薬を取り巻く環境は急速に進化しており、ヒト組織を忠実に模倣した、より予測性の高い複雑なモデルが求められています。

RASTRUM プラットフォームは、生体中の細胞を取り巻く複雑な微小環境をin vitroで再現することで、疾患メカニズムの研究や治療介入における細胞応答研究をこれまでよりも高いレベルで行うことを可能にします。

本ウェビナーでは、デラウェア大学のApril Kloxin教授が、RASTRUM プラットフォームを用いて行った研究をご紹介します。

Kloxin教授は、特定の環境シグナルが細胞の挙動にどのような影響を与えるかを調べるために、リアルタイムで変更できる動的バイオマテリアルの設計に重点を置いており、組織の修復、再生、疾患の進行に関する新たな洞察を提供します。

特に、新たな治療薬の開発における高度な3D培養モデルの活用についてハイライトします。

FDAによる前臨床研究におけるオルガノイドの承認は、薬剤試験や疾患研究に3D培養モデルやMPSなどの複雑なin vitro 実験モデルを活用する大きなきっかけになりましたが、そこには多くの課題が残されています。

3D培養法は、2D培養よりも生物学的に適切な表現型モデルですが、それを活用するにはイメージングと画像解析技術のさらなる進化が必要です。

従来の2D培養のためのハイコンテンツ解析（HCA）では、3Dの生物学的情報を詳細に捉えるには不十分です。また、多くの3D細胞培養法はサンプルのばらつきの大きさに悩まされています。

DDWが主催しツァイス社がサポートする本ウェビナーでは、AI画像解析法や3Dバイオプリンティング法を中心に、このような課題に対処する最先端のツールとテクノロジーを紹介し、創薬研究者が3D培養イメージングデータから薬剤応答データを効率的に引き出す方法論を提供します。

3D細胞培養は、細胞や組織レベルの複雑さや機能性を確実に模倣し、研究者にヒトの組織や臓器の発生に関する前例のない知見を提供します。

ヒトの発生、疾患の発症、薬剤治療に対する反応をよりよく理解するために、多くの研究者がオルガノイドを用いて細胞間相互作用と生体分子活性を調べています。

The Scientistが主催したこのシンポジウムでは、3人の研究者が、脳神経系を中心にオルガノイド研究の可能性について自らの研究を発表します。

Inventia Life Science社は本シンポジウムのスポンサーをしています。

1. Amniotic fluid organoids: a minimally invasive approach towards personalised modelling of late human development and congenital disease
   Mattia Gerli, PhD（Lecturer, Stem Cell Science and Biomaterials Division of Surgery and Interventional Sciences, University College London Royal Free Hospital)
2. Human models to study the autistic brain
   Angels Almenar-Queralt, PhD（Assistant Professor, Department of Pediatrics, School of Medicine, University of California, San Diego)
3. Maximizing the Potential of 3D Organoid Research with Automated Isolation
   In-Hyun Park, PhD (Associate Professor, Department of Genetics, Yale University)

Cell Painting法は、2D細胞培養における一貫性と再現性のある表現型スクリーニングワークフローとして既に確立されています。しかし、3D培養を用いたアッセイに活用するには、そのトータルワークフローをさらに進化させることが必要です。

RASTRUM プラットフォームは、3D細胞培養法によくあるアッセイプレート作製の手間と煩雑さの問題を軽減し、表現型スクリーニングに最適な高度でより複雑な細胞実験モデルを構築することを可能にします。

我々は、3D培養法をCell Painting技術による表現型創薬プロジェクトに組み込むための効率的なワークフローの確立を試みました。

RASTRUMで自動作製された3Dがん培養アッセイプレートから、標準的なCell Painting手順およびOperetta CLS ハイコンテンツイメージング プラットフォームにより画像を取得し、機械学習を用いて薬剤反応のキャラクタライゼーションに使用した例をご紹介します。

本セミナーはRevvity社により主催されました。

神経疾患に対する次世代医薬品の開発のために、ヒトの脳における病態を反映する複雑なin vitro実験モデルの開発が期待されています。特に、創薬のワークフローで活用するにあたっては、その実験モデルは、目的の疾患との生理学的関連性を有するだけでなく、実験スループットと実験再現性を満たすことが求められます。

現在の2Dおよび3Dニューロンモデルの多くはこれらの基準を満たしておらず、そのため研究のタイムラインが長期化しています。

このウェビナーでは、疾患研究と創薬のための機能的でスケーラブルな2Dおよび3Dヒト脳疾患モデル（共培養モデル）を作製するツールと、それを用いてこれまで得られたデータの例をご紹介します。

RASTRUMで作製した3D培養モデルは、多くの評価アッセイ系にシームレスに統合することができます。どのようなアッセイに使用できるかを実例を含めてご紹介したします。

• ハイコンテンツイメージングや細胞生存率アッセイを含む、包括的な創薬ワークフローのためのリアルタイムおよびエンドポイント解析法。
• 創薬ワークフローや、肝臓3D細胞モデルを用いた薬剤性肝障害の評価などのケーススタディ。

がん生物学における細胞遊走と浸潤の背景にある疾病メカニズムの研究、およびそれらを創薬標的とした薬物治療の開発を目指した3D培養法の活用について、RASTRUMを用いて得られたデータをご紹介します。

• がん3D培養モデルにおいて細胞外マトリクスの硬さの違いが及ぼす影響
• がん3D培養モデルを用いた細胞遊走/浸潤アッセイ