Multielektródás rendszerek fejlesztése

Multielektródás rendszerek fejlesztése

Multielektródás rendszerek fejlesztése
A komplex kutatás-fejlesztés keretében célunk egy széles körben felhasználható mérőrendszer fejlesztésén túl az adatgyűjtés és feldolgozás folyamatának optimalizálása. A gyakorlatban ezáltal gyorsabbá válhat a potenciális gyógyszermolekulák hatásának kutatása, jelentősen csökkenhet az adatelemzéssel eltöltött órák száma, és az idegrendszeri működésről is pontosabb ismereteket kaphatunk.

A 21. század egyik jelentős kihívása a neurális hálózatok aktivitásának megértése, illetve annak felderítése, hogy a neurológiai és pszichiátriai betegségekben szenvedőkben a hálózati működések hogyan változnak meg. A gyógyszerjelölt molekulák klinikai alkalmazása előtt elengedhetetlen, hogy in vitro sejttenyészetekben az akár több ezer idegsejtből álló hálózatok egyes elemeinek aktivitását is tudjuk vizsgálni, és statisztikailag elemezhessük, hogy a hálózat a különböző hatóanyagokra hogyan reagál.

A hálózati aktivitás megértését segíti, ha egyidejűleg akár több száz sejt elektrofiziológiai aktivitását lehet elvezetni (ún. multi.electrode array, azaz MEA rendszerek), rögzíteni. Ehhez a sejteket olyan soklyukú mérőlemezekre ültetik ki, ahol a lyukak mindegyikében egy elektróda mátrix található, amely alkalmas az elektródák közvetlen közelében elhelyezkedő sejtek által generált potenciálváltozások mérésére. A gyakorlati, gyógyszeripari vizsgálatokhoz (többféle sejttípus összehasonlítása, különböző hatóanyagok koncentráció-függő és toxicitási hatásának tesztelése, hosszú távú hatások vizsgálata, stb.) azonban ennél sokkal nagyobb áteresztőképességet biztosító technológiára lenne szükség. Gondot jelent a keletkező adattömeg rögzítése és tárolása, illetve a hatékony jelfeldolgozás is.

Az Appercell Biotech Kft. -vel való együttműködésünk célja olyan technológia létrehozása, amely segítségével az elektromos potenciált generáló sejtek hálózati aktivitása akár hónapokon keresztül, automatikusan rögzíthető és a jelfeldogozás is a háttérben, cloud computing segítségével, automatikusan történik.

A kutatás sarokpontja a mérőlemezek  fejlesztése, finomhangolása mellett, az adatok feldolgozása. Ugyanis egy-egy mérés során hatalmas mennyiségű adat keletkezik, amit tárolni, dekódolni, elemezni és értékelni kell. Az együttműködésben fejlesztett szoftverkomponensek egyszerre több száz sejt elektrofiziológiai adatát képesek különböző nézőpontok szerint megjeleníteni (lásd lent).