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慢性疼痛仍然是尚未满足的主要医疗需求,部分原因是现有模型捕捉人类疼痛生物学的能力有限。该项目通过开发先进的人体体外模型来应对这一挑战,这些模型可重现疼痛的细胞复杂性,包括感觉神经元以及免疫和血管成分。
该项目的核心重点是使用MaxWell Biosystems的高密度微电极阵列(HD-MEA)技术对这些模型进行功能电生理学评估。HD-MEA 记录可以对神经元活动和网络动态进行高分辨率的大规模测量,提供传统检测无法获得的与疼痛相关的表型的灵敏、定量读数。
该项目由牛津大学领导,将干细胞和类器官技术与电生理学、分子分析和基于人工智能的分析相结合,以揭示导致神经病理和骨关节炎疼痛的机制,建立可预测的人类相关疾病模型,加快镇痛药物的发现,同时减少对动物模型的依赖。该项目由英国研究所医学研究委员会(MRC)、惠康和UKRI Innovate UK在英国范围内发起的1,590万英镑的计划资助。该联盟包括牛津大学纳菲尔德临床神经科学系、卡夫利纳米科学发现研究所、肯尼迪风湿病研究所、工程科学系、精神病学系以及药物发现Catapult和MaxWell Biosystems。

在开发精神分裂症疗法时,一个主要挑战是获得人脑组织的机会有限,而且很难用传统模型捕捉患者的特异生物学。MO-SAIC通过使用患者衍生的诱导多能干细胞(iPSC)来生成中脑类器官,即产生多巴胺(一种在精神分裂症中受到干扰的神经递质的三维神经组织)来解决这个问题。
为了表征这些类器官,该项目将高内涵成像与高密度微电极阵列(HD-MEA)记录相结合。MaxWell Biosystems 的 HD-MEA 技术提供了前所未有的空间分辨率和信号质量,可以对复杂的三维类器官进行直至细胞和亚细胞层面的功能评估。这种灵敏度对于检测细微的、患者特异的功能表型至关重要。
将评估这些类器官对相应患者接受的相同抗精神病药物的反应,测试该模型预测治疗结果的能力。
MO-SAIC的最终目标是将中脑类器官建立为预测性的、与人相关的平台,用于评估抗精神病药物疗效,减少对动物模型的依赖,推进个性化治疗策略。
该项目由Health~Holland、NWO、ZonmW和Samenwerkende GezondHeidsFondsen的人体测量模型拨款资助。该联盟由MERLN研究所协调,包括马斯特里赫特大学的MHEN、Radboudumc、Meomics Precision Medicine Ltd和MaxWell Biosystems。

该项目旨在使用生理学相关模型创建一个独特的高通量药物测试平台,以克服许多癫痫患者的障碍,这些患者在有限的选择中难以有效控制发作。
伦敦国王学院将为癫痫患者提供机会。通过将牛津StemTech的ReproPlex iPSC重编程技术与麦克斯韦生物系统先进的具有24孔板格式的MaxTwo HD-MEA(高密度微电极阵列)系统相结合,我们可以同时分析多个患者特异的大脑组合。这种方法将为更好地了解癫痫和精确测试潜在的新疗法提供一个独特的平台。
该项目由瑞士联邦Innosuisse——瑞士创新机构资助。该项目由牛津大学STEMTech(英国)协调,该联盟包括伦敦国王学院(英国)和麦克斯韦生物系统公司(瑞士)。

视觉混合突触 (HyVis))是一个由欧盟Horizon 2020 FET-OPEN计划资助的项目,该项目旨在结合多种技术,实现光感受器受损视网膜中突触光介导输入的开创性恢复,从而治疗色素性视网膜炎和与年龄相关的黄斑变性等疾病。
HyVis项目的主要重点是开发一种人造光敏假体,该假体具有纳米尺寸的神经递质释放装置,可在高空间分辨率下激活视网膜内部神经元。HyVis 设备旨在恢复视网膜中感光器执行的两个关键功能:
(1)视觉传导。
(2)通过功能性人工突触将信息从感光器传输到双极细胞。
该项目由意大利理工学院(意大利)协调,获得了300万欧元的欧盟资助,汇集了该领域的一些最重要的欧洲研究小组,包括:埃因霍温理工大学(荷兰)、分子与临床眼科学研究所(瑞士)、索邦大学(法国)、图宾根大学(德国)和麦克斯韦生物系统公司(瑞士)。

下一代电生理学 (NGE):机器学习辅助的高内容电生理学平台,用于人类干细胞疾病模型中的表型筛选和药物开发。
NGE项目的总体目标是开发一个高通量电生理学筛查平台,以系统地研究神经系统疾病的人体细胞模型。该平台将允许生成脑部疾病的深层表型并促进药物开发。
该项目由瑞士联邦Innosuisse——瑞士创新机构资助。该项目由苏黎世联邦理工学院、生物系统科学与工程系(瑞士)协调,该联盟还包括F. Hoffmann-La Roche有限公司、转化生物工程研究所(瑞士)和MaxWell Biosystems(瑞士)。

NEUREKA将带来神经系统疾病药物研发的模式转变,该行业多次遭受失败,加剧了这些不治之症的经济和社会负担。它将通过解决一个关键缺陷来做到这一点:缺乏能够忠实地再现大脑病理的体外系统,无法在从突触到神经元回路等多个层面对候选化合物进行功能评估。NEUREKA推出了一项创新的混合技术,通过该技术,详细的计算神经元网络可以模拟功能障碍,并驱动培养的神经元复制脑内疾病状况。纳米电极介导模拟神经元和生物神经元之间的传输。与真正的突触类似,纳米电极在树突树、体和轴突分支的亚细胞位置接触培养的神经元,从而以前所未有的精度控制和监测神经活动。纳米电极记录的生物神经元反应被反馈到模拟神经元,从而闭合了回路,从而控制了混合种群的活动状态。计算模型补充了疾病培养模型中已经存在的分子缺陷,允许在体外复制神经变性的分子和生理缺陷。培养的神经元会进入出现缺陷的病理兴奋状态,从而优化药物影响的量化,远远超出标准的细胞检测。将使用表现出该病理的人体诱导多能干细胞(iPSC)衍生神经元为阿尔茨海默氏病提供概念验证。NEUREKA将用于演示候选药物对突触、神经元和网络功能的影响。
根据拨款协议,该项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助 863245。
更多信息可以在此处找到 链接。

中小企业仪器第一阶段提案的目的是对Ima-Go的商业化进行可行性研究,Ima-Go是一个用于脑部疾病药物临床前药物发现的新型高通量功能成像平台。
与最先进的功能成像技术相比,Ima-Go是无标记、非侵入性的,可提供最高质量和分辨率的读数,这些技术要么干扰细胞活力和生理机能,要么仅提供较差的时空分辨率。Ima-Go平台将向市场推出新的人类细胞系生物学检测,这是当前竞争技术无法进行的。
根据拨款协议,该项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助 854430。

全球有超过十亿人(欧洲有1.65亿)患有中枢神经系统(CNS)疾病。随着欧洲社会的老龄化,欧盟委员会将大脑研究确定为医疗保健的关键研究领域之一(https://ec.europa.eu/research/health/)。许多神经退行性疾病仍然无法治愈(例如帕金森氏症、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)和阿尔茨海默氏症),临床试验的反复失败增加了对在药物发现早期阶段实施新筛选技术的需求。
最近的研究表明,突触功能障碍与中枢神经系统疾病有关。针对突触和网络活动的新神经元筛查技术与体外疾病模型细胞相结合,将为中枢神经系统药物发现提供新的功能检测。该项目旨在开发MAPSYNE,这是一种微型化的自动补丁夹紧系统,结合了高密度微电极阵列(HD-MEA),用于神经元网络的多尺度功能映射。Patch-Clamp 允许检测单个细胞的突触事件和动作电位 (AP),而 HD-MEAS 可以并行记录数千个神经元的 AP(还跟踪沿轴突传播的 AP)。结合这两种方法将允许跨空间和时间尺度访问神经元电信号。
MAPSYNE的主要目标是(1)开发基于HD-MEAS的全自动迷你补丁系统的硬件和软件,以及(2)使用原发和人类诱导多能干细胞(H-iPSC)衍生的神经元网络进行概念验证实验。
MAPSYNE 将专为长期、无标签地记录细胞培养物而设计。其他应用包括药物的局部应用(例如神经元隔室的突触阻滞剂)。在这个项目之后,急诊室设想将MAPSYNE商业化,并最终将其用于临床前中枢神经系统药物发现。
根据拨款协议,该项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助 798836。

该项目旨在开发STIMOS,这是一个体外平台,可通过高密度多电极阵列同时刺激和记录多个小鼠或人类衍生的三维视网膜类器官。
根据拨款协议,该项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助 842804。

这些年来,我们对大脑及其神经元的了解已大大增加。科学家现在可以使用各种技术分析从分子尺度到整个大脑区域的事件和结构。电生理学测量与突触传递相关的离子流入和流出细胞。在大量细胞群中记录同步活性非常常见。记录单细胞中单个膜电位变化的记录也已变得司空见惯。但是,仍然难以以高分辨率同时记录数千个细胞中的个体活动。In-Cytes正在开发一种电生理学平台,用于对相互关联活性进行高通量、高分辨率的测量,以刺激衰弱性脑部疾病的药物发现。
根据拨款协议,该项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助 861712。

该项目的主要目标是与Hopstem Biotechnology(中国浙江省)合作,为三维体外神经元人类类器官开发准确、非侵入性的功能性神经元检测。
该项目已根据INNOWWIDE计划获得了欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助,拨款协议编号 2020-1442。
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