Systemy do badania awidności komórek (Cell Avidity) od Lumicks – Avidion i z-Movi

Zrozum siłę komórkowych interakcji. Odkryj Cell Avidity.

Wprowadzenie: co to jest awidność komórek i dlaczego ma znaczenie

W rozwijających się obszarach immunoterapii i leków biologicznych coraz ważniejsze staje się zrozumienie nie tylko pojedynczych interakcji białko-receptor, ale całkowitej siły łączenia się komórek — tzw. „awidności komórek” (Cell Avidity). Systemy oferowane przez Lumicks pozwalają mierzyć to zjawisko w kontekście żywych komórek, co pomaga lepiej przewidywać skuteczność i bezpieczeństwo terapii.

Kluczowe zalety takiego podejścia to:

  • Pomiar dynamicznej interakcji w warunkach komórkowych (nie sztucznych)
  • Możliwość różnicowania kandydatów terapii już na etapach przedklinicznych
  • Uzupełnienie klasycznych metod opartych na powinowactwie (affinity), które często nie korelują z funkcjonalnym skutkiem w komórkach 
  • Pomiar awidności komórek umożliwia szybszy i bardziej opłacalny rozwój terapii, ponieważ jest najlepszym czynnikiem predykcyjnym w porównaniu z obecnie stosowanymi metodami, takimi jak testy cytotoksyczności czy pomiary sekrecji cytokin.

“Goodness-of-fit-R² value was highest (0.906) for the association with binding avidity and low in the comparisons with in vitro cytolysis and IFNγ production (0.5982 and 0.548, respectively), indicating that among the pre-clinical assessments avidity was the most predictive of the in vivo results” (Leick et al., Cancer Cell 2022).
Szczegóły w artykule: Non-cleavable hinge enhances avidity and expansion of CAR-T cells for acute myeloid leukemia.

LUMICKS Technology Brochure - Cell Avidity

System z-Movi® — nastołowy system do pomiaru awidności komórkowej (Cell Avidity), dedykowany do mniejszych projektów

Zasada działania i cechy

z-Movi to kompaktowy system do pomiarów awidności komórek, przystosowany do pojedynczych próbek i mniejszej skali badań. Ma możliwość wykonania do około 20 pomiarów dziennie (do 5 sekwencyjnych pomiarów na tej samej monowarstwie na 1 chipie) 

Główne cechy:

  • Aplikacja siły akustycznej
    System automatycznie kontroluje wymiany mediów i dodawanie odczynników, zapewniając powtarzalne i wiarygodne wyniki biologiczne.
  • Obrazowanie fluorescencyjne
    z-Movi wykorzystuje mikroskopię fluorescencyjną (635 nm) do śledzenia zachowania komórek podczas przyłożenia siły akustycznej, umożliwiając precyzyjne pomiary ich awidności.
  • Chipy pomiarowe wielokrotnego użytku
    Każdy system z-Movi jest wyposażony w pięć chipów wielokrotnego użytku, z których każdy może być wykorzystany do nawet 125 pomiarów. Chip umożliwia tworzenie stabilnej monowarstwy komórek i zawiera inteligentną elektronikę, gwarantującą wysoką jakość przez cały okres użytkowania.
  • Kontrola temperatury
    Chip z-Movi utrzymuje stałą, kontrolowaną temperaturę, zapewniając optymalne warunki i powtarzalność każdego eksperymentu.
  • Inteligentne oprogramowanie

Oceon to intuicyjne oprogramowanie, które prowadzi użytkownika przez cały eksperyment – od projektu po analizę wyników. Zaawansowane algorytmy umożliwiają analizę wiązań komórkowych w czasie rzeczywistym, zapewniając szybki i czytelny wgląd w dane. Oceon działa na systemach Windows i macOS, ułatwiając przekształcanie wyników w gotowe do publikacji wykresy.

Zasada działania:

  1. Hoduj komórki docelowe
    Wprowadź komórki docelowych  i inkubuj (od 2h do 16h w zależności od typu linii komórkowej) celem uzyskania monowarstwy na chipie.
  2. Wprowadź efektory
    Wprowadź fluorescencyjnie wyznakowane komórki efektorowe lub kulki pokryte białkiem. Z-Movi automatycznie dostosuje siłę, zapewniając powtarzalność pomiarów.
  3. Uzyskaj wgląd w czasie rzeczywistym
    z-Movi generuje kontrolowaną siłę akustyczną, która próbuje oderwać komórki efektorowe od monowarstwy. System rejestruje w czasie rzeczywistym, które komórki pozostają przyłączone, aż do momentu oderwania, co umożliwia natychmiastowy wgląd w możliwe zachowanie wiązania.
  4. Zbierz dane i zadbaj o swój chip
    Wizualizuj i analizuj dane w zaciszu swojego biurka lub domu. Dokonaj oceny procentu przyłączonych komórek, krzywych odrywania itp. Chip wielokrotnego użytku wyczyść zgodnie z naszymi standardowymi protokołami czyszczenia.
    Dzięki temu można ocenić, jak silna jest faktyczna interakcja komórka-komórka dla danego układu ligand-receptor, w warunkach bardzo zbliżonych do biologicznych.

Zastosowania i przykłady

  • Analiza skuteczności różnych konstrukcji CAR-T, NK lub TCR jako wczesny etap selekcji
  • Badania nad efektem „avidity tuning” (optymalizacja siły wiązania, tak aby unikać toksyczności) w guzach litych
  • Ocena działania bi- i trispecyficznych engagerów (np. T cell engagers) w układzie komórka-komórka
  • Weryfikacja kandydatów - przeciwciał (m.in. przeciwciała biparatropowe) w kontekście komórkowym, uwzględniając efekt 2D (na powierzchni komórki) 

z-Movi został zainstalowany m.in. w laboratoriach Fred Hutchinson Cancer Research Center („Fred Hutch”) i Uniwersytetu Oksfordzkiego, aby wspierać badania interakcji komórek immunologicznych z antygenami nowotworowymi.

LUMICKS Product Brochure - z-Movi

System Avidion® — rozwiązanie do badań na większą skalę i o wysokiej przepustowości

Koncepcja i zalety

Avidion to nowsza, bardziej zaawansowana platforma do pomiarów awidności komórek, zaprojektowana do wykonywania nawet setek pomiarów dziennie, z minimalnym nakładem pracy manualnej.

Najważniejsze cechy:

  • Możliwość wykonania do 192 pomiarów dziennie dzięki użyciu 4 kartridży (po 48 dołków) 
  • Czas pracy manualnej < 80 minut
  • Kompatybilność ze standardowymi płytami 96-dołkowymi, co ułatwia integrację z istniejącymi protokołami 
  • Automatyczne przenoszenie komórek, zarządzanie reagentami, inkubacja, wirowanie i analiza fluorescencyjna — całość zautomatyzowana, wsparta algorytmami deep-learningu dla analizy obrazów
  • Wielokolorowa fluorescencja: 400 / 470 / 555 / 630 nm (DAPI/FITC/TRITC/Cy5) umożliwia równoczesne oceny fenotypu, ekspresji receptorów, transdukcji itp. 
  • Konstrukcja modułowa: jednorazowe kartridże, system oczyszczania, integracja z automatyką 

Zasada działania:

1. Wprowadź komórki docelowe za pomocą standardowych płytek                                                                      

Załaduj do 4 kartridży z komórkami docelowymi, adherentnymi lub nieadherentnymi, używając standardowych płytek 96-dołkowych. Avidion automatycznie przenosi komórki i zapewnia prawidłową inkubację poprzez różne kontrole.

2. Dodaj pożywkę i komórki efektorowe, do 192 dziennie.      

Wprowadź do 192 znakowanych fluorescencyjnie komórek efektorowych na osobnych płytkach 96-dołkowych. Avidion automatycznie wprowadza je do komórek docelowych, zarządzając inkubacją i czasem.

3. Pozwól systemowi Avidion wykonać pomiary

Pozwól rozpocząć pomiar awidności komórek. Poprzez sekwencję wielokolorowego obrazowania fluorescencyjnego i przyłożenia siły odśrodkowej, ujawnia się rzeczywiste wiązanie komórek.

4. Przejrzyj wyniki i zacznij planować na jutro.            

Uzyskaj bezpośredni dostęp do informacji o zmierzonej awidności komórek dzięki zaawansowanej, wspomaganej sztuczną inteligencją analizie systemu Avidion. Dzięki jednorazowym kartridżom i automatycznemu samoczyszczeniu możesz skupić się na kolejnym eksperymencie.

Dzięki temu Avidion nadaje się do zaawansowanych badań w większej skali, gdzie selekcjonuje się wiele wariantów kandydatów terapeutycznych w krótkim czasie.

Zastosowania i korzyści

  • Szybkie przesiewy dużych bibliotek kandydatów CAR-T / NK / TCR  w terapiach komórkowych — np. 20 konstrukcji CAR można przetestować w pół dnia 
  • Dokładna charakteryzacja interakcji komórka-komórka w późniejszych etapach rozwoju
  • Umożliwia tworzenie profili wielowymiarowych: nie tylko siła wiązania, ale także inne cechy (fenotyp, ekspresja, transdukcja) przy użyciu wielu kolorów fluorescencji
  • Zmniejsza obciążenie pracą manualną i ryzyko wystąpienia ludzkich błędów — większa powtarzalność i standaryzacja
  • Lepsza efektywność kosztowa dzięki szybszej selekcji idealnych kandydatów, co może zmniejszyć liczbę eksperymentów z użyciem zwierząt lub badań przedklinicznych, które kończą się niepowodzeniem 

Awidność komórek, czyli połączona siła wiązania komórka-komórka, pomaga wypełnić krytyczną lukę między pomiarami in vitro a wynikami in vivo. Jej wartość została udowodniona w ponad 50 publikacjach o wskaźniku impact factor, pochodzących z ponad 70 wiodących instytutów akademickich i firm biotechnologicznych/farmaceutycznych.

Zastosowania według obszarów aplikacyjnych:

  1. Terapie komórkowe (Cell Therapy)
  • Wybór najbardziej obiecujących linii CAR-T, NK lub TCR spośród wielu wariantów dzięki pomiarom awidności z komórkami docelowymi
  • Możliwość identyfikacji konstruktów, które są skuteczne na komórkach nowotworowych, ale mniej efektywne na komórkach zdrowych — co pomaga ograniczać toksyczność typu on-target off-tumor 
  • Badania nad odpornością na ucieczkę antygenową i nad optymalizacją synergii między receptorami i cząsteczkami pomocniczymi (np. dodatkowymi receptorami adhezyjnymi) 
  1. Engagery komórkowe (Cell Engagers, np. BiTE, multispecyficzne adaptory)
  • Pomiar awidności EC50 i kinetyki wiązania, aby zrozumieć formowanie trimerów (komórka efektorowa – engager – komórka docelowa) w warunkach komórkowych 
  • Zrozumienie mechanizmu działania i aktywacji komórek efektorowych (np. czy engager promuje silne połączenie komórka-komórka)
  • Możliwość optymalizacji formatów engagerów na podstawie realnych danych wiązania/awidności
  • Ograniczenie toksyczności on-target off-tumor,
  • Wczesna predykcja skuteczności klinicznej.
  1. Terapie oparte o przeciwciała (Antibody Therapy)
  • Ocena, jak przeciwciało (lub konstrukcja biparatropowa) działa w kontekście komórki: uwarunkowania błonowe 2D, efekt steryczny, poliwalentność
  • Porównanie efektu awidności komórkowej między wariantami przeciwciał (np. biparatropowe vs poliwalentne ) i ich skuteczności biologicznej 
  • Ustawienie selekcji kandydatów już na etapie przedklinicznym, kiedy klasyczne metody mogą nie odzwierciedlać kontekstu komórkowego

LUMICKS Product Brochure - Avidion

B3.Bio – Twój partner technologii Lumicks w Polsce

Jako oficjalny dystrybutor Lumicks, firma B3.Bio dostarcza kompletne rozwiązania w zakresie pomiaru awidności komórek:

  • doradztwo naukowe i techniczne,
  • instalacja i szkolenie Użytkowników,
  • wsparcie serwisowe i aplikacyjne,
  • możliwość demonstracji technologii na żywo.

Skontaktuj się z nami

Aby dowiedzieć się, jak systemy Avidion i z-Movi mogą przyspieszyć Twój projekt w obszarze terapii komórkowych i opartych o przeciwciała.

📧 bartosz.beres@b3.bio