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martedì 5 giugno 2018

Imec Develops Organ-On-Chip Device to Improve Drug Candidate Screening / Imec sviluppa un dispositivo organo-su-chip per migliorare lo screening dei candidati ai farmaci

Imec Develops Organ-On-Chip Device to Improve Drug Candidate ScreeningImec sviluppa un dispositivo organo-su-chip per migliorare lo screening dei candidati ai farmaci


Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

The drug development process is a long road that involves not only many years of research and large piles of money, but also a great deal of pre-clinical and clinical testing. Animals used during in vivo testing are not always good human analogues, and humans of course are always at risk for potentially serious side effects should they participate in clinical trials. Recently, the use of in vitro testing with cell or tissue cultures has been increasing. However, even these cultures often use unorganized monolayers of cells that lack the structural and functional properties of an actual organ. Moreover, most tools don’t have the adequate resolution for recording extracellular and intracellular activity. Finally, standard cell cultures usually don’t scale up well for high-throughput testing.
Medgadget was recently invited to attend the imec Technology Forum (ITF) conference in Antwerp, Belgium, where imec, a non-profit R&D innovation organization, unveiled an advanced organ-on-chip device that could be used to improve the screening process of drug candidates. We had the opportunity to learn more about the device and see it in action on the conference’s demo floor.
The new lab-on-chip consists of two components. The first is a 16-well microfluidic well plate, developed in collaboration with the Netherlands-based Micronit Microtechnologies, that holds and moves the cells/tissue and drug candidate. The well plate contains a unique pattern of grooves and pillars to cause cells to grow in a structure similar to the actual organ. The other component is a high-density CMOS-based multi-electrode array (MEA) chip that imec developed in-house that handles the signal processing and analog-to-digital conversion. The chip contains 1,024 electrodes for each of the 16 microfluidic wells (a total of 16,384 electrodes), allowing for a resolution that can detect intracellular action potentials as well as extracellular signals. Each of the 16 wells can perform an individual assay, meaning different experiments can be performed in parallel for high throughput.
The platform could also be easily modified to reprogram tissues by applying a voltage to the cells. Such a technique can be used to differentiate stem cells in a very controlled arrangement.
Right now, imec is looking for pharmaceutical and biotech companies to help test and further develop their platform. We’re excited to see how this technology will be used!
Here’s an animation describing how the organ-on-chip works:
ITALIANO
Il processo di sviluppo dei farmaci è una lunga strada che coinvolge non solo molti anni di ricerca e grandi quantità di denaro, ma anche una grande quantità di test preclinici e clinici. Gli animali utilizzati durante i test in vivo non sono sempre buoni analoghi umani, e naturalmente gli esseri umani sono sempre a rischio di effetti collaterali potenzialmente gravi se partecipano a studi clinici. Recentemente, l'uso di test in vitro con colture di cellule o tessuti è in aumento. Tuttavia, anche queste culture spesso usano monostrati non strutturati di cellule prive delle proprietà strutturali e funzionali di un organo reale. Inoltre, la maggior parte degli strumenti non ha la risoluzione adeguata per registrare l'attività extracellulare e intracellulare. Infine, le colture cellulari standard di solito non si adattano bene ai test ad alto rendimento.
Medgadget è stata recentemente invitata a partecipare alla conferenza imec Technology Forum (ITF) ad Anversa, in Belgio, dove imec, un'organizzazione di ricerca e sviluppo senza scopo di lucro, ha presentato un dispositivo organo-su-chip avanzato che potrebbe essere utilizzato per migliorare il processo di screening del farmaco candidato. Abbiamo avuto l'opportunità di conoscere meglio il dispositivo e vederlo in azione sul piano demo della conferenza.
Il nuovo lab-on-chip è costituito da due componenti. La prima è una piastra per pozzi microfluidici da 16 pozzetti, sviluppata in collaborazione con Micronit Microtechnologies, con sede in Olanda, che trattiene e muove le cellule / i tessuti e il candidato al farmaco. La piastra del pozzetto contiene un modello unico di solchi e pilastri per far crescere le cellule in una struttura simile all'organo reale. L'altro componente è un chip MEA (multi-electrode array) ad alta densità basato su CMOS che è stato sviluppato internamente per gestire l'elaborazione del segnale e la conversione da analogico a digitale. Il chip contiene 1.024 elettrodi per ciascuno dei 16 pozzetti microfluidici (per un totale di 16.384 elettrodi), consentendo una risoluzione in grado di rilevare potenziali d'azione intracellulari e segnali extracellulari. Ciascuno dei 16 pozzetti può eseguire un test individuale, il che significa che diversi esperimenti possono essere eseguiti in parallelo per un'elevata uscita.
La piattaforma potrebbe anche essere facilmente modificata per riprogrammare i tessuti applicando una tensione alle cellule. Una tale tecnica può essere utilizzata per differenziare le cellule staminali in una disposizione molto controllata.
Al momento, imec sta cercando aziende farmaceutiche e biotecnologiche per testare e sviluppare ulteriormente la propria piattaforma. Siamo entusiasti di vedere come verrà utilizzata questa tecnologia!
Da:
https://www.medgadget.com/2018/06/imec-develops-organ-on-chip-device-to-improve-drug-candidate-screening.html