Pharmacology & Toxicology
Every Cell has a Story to Tell.
Let’s Discover Yours
药理学和病毒理学研究 体外 生物系统使研究人员能评分估计化合物如何调节神经元功能，并以受控的、与人类相关的环境中评分估计潜入中的安全风险风险。
研究人员可以监测活动模式和网络动态，以评估小分子、生物制剂或环境因子对神经元培养、类器官或大脑切片的功效、效力和不利影响。这些读数提供了有关剂量反应关系、治疗窗口和化合物特异性作用机制的基本信息，提供了与临床试验相关的转化生物标志物和功能终点。当与成像、转录组学和结构分析等互补方法结合使用时， 体外 药理学和毒理学为化合物如何影响从单细胞到复杂网络的神经元健康和功能提供了全面的视角。
MaxWell Biosystems 的 HD-MEA 平台为药理和毒理学筛查提供无与伦比的分辨率和吞吐量。通过对数千个多孔规格的电极进行无标记、高内涵的记录，研究人员可以检测细微的功能变化，监测化合物在一段时间内的效应，并比较不同条件或细胞系的反应。这使得强大的剂量反应分析、安全性评估和作用机制研究成为可能，所有这些都可以在一个专为可重复性和转化相关性而设计的可扩展、自动化兼容平台中完成。
药物反应一致，重复性高
药理和毒理学反应可能因细胞类型、剂量和复制品而异。跨井和时间点的可重复功能读数有助于将真正的复合效应与信号覆盖范围有限引起的技术噪声或可变性区分开来，从而实现自信、数据驱动的决策。
追踪复合对轴突功能的影响
许多化合物会影响轴突传导和生长。高分辨率轴突追踪可揭示传导速度和形态的变化，帮助研究人员发现与毒性相关的损伤或对轴突功能的治疗性救援作用。
尽早发现微妙的复合效应
复合效应可能首先表现为峰值、网络动态或兴奋性的细微变化。灵敏的检测使研究人员能够捕获低振幅信号和活动的细微变化，从而能够及早发现治疗作用或新出现的毒性。
满怀信心地扩大筛查范围
跨剂量、时间点或细胞系筛选化合物需要一致的高通量分析。我们的自动化就绪型HD-MEA平台支持强大的数据采集和处理，可以高效评估药物疗效、作用机制或安全概况。
Case studies
对突触阻滞剂的剂量依赖性反应
该研究使用MaxTwo HD-MEA多孔系统分析了Elixirgen Scientific（理光生物科学）Quick-Neuron™ 人类iPSC衍生的兴奋性神经元对增加剂量的突触阻滞剂NBQX（AMPA受体拮抗剂）和 D-AP5（NMDA受体拮抗剂）的功能反应。高内容的 HD-MEA 记录显示，NBQX 可快速抑制神经元发射和网络爆裂，而剂量依赖性抑制，而 D-AP5 的降幅则更为温和。药物冲洗后的活性恢复证实了试验的稳定性，显示了强大、可重复的药理学评估。
NBQX 和 D-AP5 对理光生物科学 Quick-Neuron™ 人类兴奋神经元射速率的剂量依赖性影响
代表性的网络活动图显示，AMPA/Kainate受体拮抗剂 NBQX（左列）和 NMDA 受体拮抗剂 D-AP5（右栏）浓度的增加会抑制自发的网络爆发。冲洗面板演示了网络活动的恢复，证实了使用MaxTwo HD-MEA系统进行的药物分析测量的可逆性和稳健性。
数据改编自与Elixirgen Scientific（理光生物科学）合作编写的《应用手册》。
纵向血清素治疗可促进小脑类器官的网络成熟
MaxOne HD-MEA 系统用于监测人类 iPSC 衍生的小脑类器官模型的长期药理作用。慢性使用血清素（5-HT）对小脑类器官进行治疗，血清素是一种已知支持浦肯野细胞成熟的化合物。纵向高分辨率 HD-MEA 记录显示，经血清素治疗的小脑类器官产生了强大的、同步的网络爆破活性，这是晚期突触成熟的关键功能指标。我们的 HD-MEA 技术允许灵敏、非侵入性地跟踪类器官随时间推移而发生的功能变化，支持详细分析化合物对神经元网络发育的影响。
慢性血清素治疗对人iPSC衍生的小脑类器官网络活动的影响
上衣： ActivityScan Assay 射速图和网络检测网络活动图显示，未经处理的器官在 DIV 56 处会出现稀疏的、不同步的射击。
底部： 经血清素（5-HT）长期治疗的小脑类器官在 DIV 56 处表现出明显的同步网络爆裂和更高的射速，这表明突触网络成熟度增强。
与里斯本干细胞工程研究小组（SCERG）的安娜·玛丽亚·戈麦斯合作获得的数据。
咖啡因调节原发性大鼠皮质神经元的网络破裂
本研究使用原代大鼠皮质神经元培养物中的HD-MEA记录，研究咖啡因对神经元网络活动的急性影响。与车辆控制相比，咖啡因（1mm）的应用导致了网络同步性的显著变化，包括突发间隔的增加和爆发结构的改变。随着时间的推移，定量分析表明，化合物暴露后的爆发参数发生了显著变化，这突显了我们的 HD-MEA 平台在检测神经元群中药理诱导的网络调制方面的灵敏度。
咖啡因诱导的 DIV 15 大鼠初级皮质神经元网络活动的变化
顶部：实验时间表和代表性网络活动图显示，在E18大鼠原发皮质神经元培养物中施用咖啡因（1 mM）或载体控制前后会同步爆发。
底部：箱形图说明了经过咖啡因处理和载体组中脉冲间隔、每次爆发峰值以及每电极每次爆发峰值随时间推移的显著变化。
内部采集的数据。
Selected Resources
Relevant
Applications
Relevant Biological Models
.avif)
Dr. Maria Sundberg
“为了确定导致这些神经元中疾病表型的分子通路，我们在MaxWell Biosystems HD-MEA、基因表达、RNA测序谱以及使用免疫细胞化学分析的突触标记表达谱上研究了它们的网络功能。多井平台允许我们同时记录多个油井/条件下的数据。这在比较对照组和患者细胞群之间的网络功能时很有用。”
