プロジェクト

Ima-Go: 創薬を促進するハイスループット、ファンクショナルイメージングプラットフォーム

このSME Instruments フェーズ1 提案の目的はIma-Goの商業化のための実現可能性を調査することにあります。Ima-Goとは、脳疾患を標的とする物質の前臨床創薬のための全く新しい96ウェルファンクショナルイメージングプラットフォームです。

現行のファンクショナルイメージングは、細胞の生存率や生理機能を妨害したり、不十分な時空間分解能を有するのに対し、Ima-Goはラベリフリーで非侵襲的であり、最高の品質かつ高解像度のリードアウトを提供します。Ima-Goプラットフォームは現在の競合技術では成し得なかったヒト細胞株の新しい生物学的アッセイを市場に提供します。

このプロジェクトは欧州連合の「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号854430番)を獲得しました。

MAPSYNE:神経回路網のマルチスケール機能的マッピングのための高密度微小電極アレイを合わせた小型自動化パッチクランプシステム

世界中で10億人以上(ヨーロッパでは1億6500万人)が中枢神経系の病に苦しんでいます。ヨーロッパの高齢化社会に伴い、欧州委員会は脳の研究を医療（https://ec.europa.eu/research/health/）の主要な研究分野の1つと特定しました。パーキンソン病、筋萎縮性側索硬化症（ALS）、アルツハイマー病などの多くの神経変性疾患は未だ治癒せず、創薬の初期段階で実施する新しいスクリーニング技術の需要が高まりつつも、医療の現場は繰り返し失敗しています。

最近の研究は、シナプス機能障害が中枢神経系疾患に関与していることを示しています。シナプスおよびネットワーク活動を狙いとする神経細胞スクリーニングの新技術は、生体内での疾患モデル細胞と合わせて、中枢神経系創薬のための新しい機能的なアッセイを可能にします。このプロジェクトは、MAPSYNE[a Miniaturized Automated Patch-clamp SYstem combined with high-density microelectrode arrays (HD-MEAs) for multi-scale functional mapping of NEuronal networks; 神経回路網のマルチスケールな機能的マッピングのための高密度微小電極アレイ（HD-MEA）と組み合わせた小型自動化パッチクランプシステム]の開発を目的としています。パッチクランプは、シナプス活動と単一細胞の活動電位（AP）の検出を可能にし、HD-MEAは数千のニューロンの活動電位を並行して記録します（軸索に沿って伝播する活動電位も追跡します）。 この2つの方法を組み合わせることで、空間的および時間的スケールにわたる神経細胞の電気信号へのアクセスが可能になります。

MAPSYNEの主な目的は、（1）HD-MEA上の完全に自動化されたミニパッチシステム用のハードウェアとソフトウェアの開発、および（2）初代培養細胞およびヒトiPS細胞由来神経細胞ネットワークの実証実験です。

MAPSYNEは、細胞培養のラベルフリーの長期記録用に設計されます。他のアプリケーションには、薬物の局所アプリケーションに含まれます（例：神経コンパートメントのシナプスブロッカー）。このプロジェクトは将来的に、ERはMAPSYNEの商業化、そして最終的には臨床前中枢神経系創薬への使用を想定しています。

このプロジェクトは欧州連合の「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号798836番)を獲得しました。 

STIMOS:複数のオルガノイドの同時刺激

このプロジェクトは、HD-MEAによって複数のマウスまたはヒト由来の3D網膜オルガノイドを同時に刺激および記録するための生体内プラットフォームであるSTIMOS[Stimulation of Multiple Organoids Simultaneously; 複数のオルガノイドの同時刺激]の開発を目的としています。

このプロジェクトは欧州連合の「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号842804番)を獲得しました。

In-Cytes: ラージスケールな細胞内機能アッセイのための高密度微小電極アレイプラットフォーム

長年にわたり、脳とその神経細胞に関する私たちの知識は途方もなく増えています。科学者たちは、様々な手法を駆使して、分子スケールから脳全体の領域までの活動や構造を分析できるようになりました。電気生理学は、シナプス伝達に関連するイオンの細胞内外への流れを測定します。大きな細胞集団での同期活動の記録はたいへん一般的です。単一細胞での個々の膜電位変化の記録も一般的になっています。ただし、何千という中から個々の細胞活動を高解像度で同時に記録することはとらえどころがありません。 In-Cytesは、衰弱性脳疾患の創薬を促進するために、相互関連する活動をハイスループットかつ高解像度で測定する電気生理学的プラットフォームを開発しています。

このプロジェクトは欧州連合の「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号861712番)を獲得しました。

NEUREKA:創薬のためのスマートなハイブリッド神経コンピューターデバイス

NEUREKAは、これまで複数の失敗を繰り返し、経済的および社会的負担を悪化させる難病である神経疾患の創薬にパラダイムシフトをもたらします。それは、シナプスから神経回路に至るまで、様々なレベルでの候補化合物の機能評価を可能にする、脳の病理を忠実に再現する生体内システムの欠如という重大な弱点を対処することで実現可能にします。 NEUREKAは革新的なハイブリッドテクノロジーを導入しています。これにより、詳細なコンピュータ神経細胞網が機能不全をシミュレートし、培養された神経細胞が脳内の疾患状態を再現します。ナノ電極は、シミュレートされた神経細胞と生体神経細胞の間の伝達を媒介します。かつてない精度で細胞活動のコントロール及びモニターすることができ、実際のシナプスと同様に、ナノ電極は樹状突起、核、軸索側枝を通り細胞内で培養された神経細胞に接触します。ナノ電極によって登録された生物学的ニューロン応答は、シミュレートされた神経細胞にフィードバックされ、ループを閉じて、ハイブリッド集団全体の活動状態の制御を可能にします。補完された分子欠損は、疾患の培養モデルにすでに存在し、計算モデルは生体外での神経変性の分子欠損と生理学的欠損の両方の複製を可能にします。培養された神経細胞は、標準的な細胞アッセイをはるかに超えて、薬物の影響の定量化を最適化するために、欠損が現れる病理学的興奮性状態へと駆り立てられます。病理を示すヒト人工多能性幹細胞（iPS）由来の神経細胞を用いて、アルツハイマー病の概念実証が行われます。 NEUREKAは、シナプス、神経細胞、ネットワークの機能全体にわたる候補薬の効果を実証するために使用されます。

このプロジェクトは欧州連合の「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号863245番)を獲得しました。 

3D-HDMEA-スクリーン: HD-MEA-based Drug Screening Assays in 3Dヒト iPS細胞由来脳オルガノイドにおけるHD-MEAによる薬物スクリーニングアッセイ

このプロジェクトの主な目的は、ホップステム・バイオテクノロジー(中国、浙江省)と共同で3D生体外神経細胞のヒトオルガノイドのための、正確で、非侵襲的、かつ機能的な神経細胞アッセイを開発することです。

このプロジェクトは欧州連合のINNOWWIDEプログラムの下「Horizon 2020」 研究・イノベーション計画から助成金(グラント契約番号2020-1442番)を獲得しました。

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パートナー

Neuroservice は、急性脳スライス、脊髄スライス、神経細胞の培養、ヒト脳スライス、およびヒトiPS細胞由来神経細胞の電気生理学的記録に基づく薬理学的アッセイを提供する民間の委託研究機関（CRO）です。

Neuroservice をパートナーに迎えることを大変うれしく思います。MaxWell Biosystemsの電気生理学的技術とNeuroservice の実験に関する専門知識を組み合わせることで、iPS細胞由来神経細胞およびその他の細胞培養におけるミッドスループットな機能薬理学のための独自のソリューションを製薬会社に提供します。

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