Sony Semiconductor Solutions, SCREEN e e VitroVo hanno annunciato di aver sviluppato congiuntamente e di essere pronti a sperimentare un sistema a matrice di microelettrodi (MEA – Microelectrode Array) basato su tecnologia CMOS-MEA ad alta densità, dotato di circa 237.000 elettrodi. Combinando i più avanzati sensori Sony, la tecnologia di misurazione dell'attività elettrica cellulare del gruppo SCREEN e le conoscenze di VitroVo in materia di valutazione dei composti e analisi dei dati basate su MEA, il sistema consente di misurare e registrare i dati sull’attività cellulare ad alta densità, in precedenza conosciuto come un processo molto complesso da realizzare, e di visualizzare l'attività cellulare in alta definizione. Questa innovazione mira a contribuire innanzitutto alla ricerca sulle malattie neuronali e cardiache e allo sviluppo di nuovi farmaci.

Nel campo della ricerca e dello sviluppo di farmaci, sono richiesti maggiore accuratezza nella valutazione dell'efficacia e della sicurezza nei test non clinici e un'ulteriore semplificazione dei processi di sviluppo. Attualmente vi è una crescente esigenza di nuovi metodi basati su tecnologie avanzate e sistemi microfisiologici come organoidi, cellule nervose e cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte umane (iPSC), che consentono una valutazione estremamente accurata degli effetti dei composti sul corpo umano, senza il ricorso all’uso di animali usati come cavie per sperimentazioni. Questi strumenti possono offrire un nuovo approccio alla sperimentazione animale, attualmente obbligatoria prima della sperimentazione clinica di nuovi farmaci. Inoltre, l'acquisizione di dati cellulari più sofisticati dovrebbe contribuire alle iniziative di ricerca sulle malattie.

Le tre aziende si sono unite per sviluppare il sistema MEA ad alta densità con la collaborazione del Tohoku Institute of Technology (Tohtech). Basato sui dati dell'attività elettrica delle cellule, il sistema consente di osservare le differenze tra cellule malate e cellule sane e la risposta delle cellule ai composti a livello della singola cellula. In particolare, la tecnologia CMOS-MEA ad alta densità di Sony, attualmente in fase di sviluppo, e la tecnologia del gruppo SCREENper la misurazione dell'attività elettrica cellulare sono state combinate per rilevare il potenziale elettrico extracellulare, con una matricedi microelettrodi ad alta densità, che genera dati convertiti e trasmessi sotto forma di immagine. Grazie a questo processo, gli utenti possono monitorare le scariche cellulari, misurare e registrare la reazione. Inoltre, il sistema è dotato di un algoritmo ottimizzato da VitroVo (basato sulla ricerca congiunta di Sony e Tohtech) per la valutazione dei composti e di un software di analisi che consente una migliore operatività per gli utenti. In questo modo è possibile visualizzare rapidamente su un monitor i risultati delle analisi, come la frequenza di scariche cellulari calcolata dai dati di misurazione del potenziale elettrico e delle immagini. Queste funzionalità di misurazione e analisi consentono di acquisire dati sull'attività cellulare con una densità maggiore rispetto ai metodi convenzionali, permettendo agli utenti di ottenere risultati di test difficili da ricavare con i metodi di misurazione tradizionali.

Questo sistema può supportare la ricerca sui fenotipi delle malattie, sulla base di dati ad alta densità di attività cellulare, e la valutazione del rischio o la valutazione più efficiente dell'efficacia di composti per nuovi farmaci in alternativa alla sperimentazione animale. Poiché il sistema consente l'osservazione dei neuroni, potrà facilmente essere utilizzato anche nella ricerca e nello sviluppo di nuovi farmaci per malattie mentali come la depressione e la schizofrenia, disturbi neurologici come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e il morbo di Alzheimer, nonché nella ricerca di base sulle neuroscienze.

Per verificare l'efficacia del sistema e del metodo di valutazione e promuovere lo sviluppo tecnico in vista della commercializzazione, le tre aziende forniranno congiuntamente il sistema a società e istituti di ricerca impegnati nello sviluppo di farmaci su base sperimentale. Oltre alla fornitura del sistema da parte di SCREEN, VitroVo offrirà il supporto per l'introduzione del sistema attraverso la consulenza sulle procedure di coltura cellulare, l'analisi dei dati personalizzati e l'interpretazione dei risultati dei test. Allo stesso tempo, VitroVo inizierà a offrire servizi di ricerca a contratto per verificare l'efficacia del sistema. Questa sperimentazione consentirà alle tre aziende di accelerare lo sviluppo del sistema e le indagini di mercato sulla base del feedback degli utenti, con l'obiettivo di commercializzare i sistemi MEA che utilizzano CMOS-MEA.