Automatiseret zebrafiskscreening for opdagelse af myeloid leukæmi

Automatiseret zebrafiskscreening for opdagelse af myeloid leukæmi

TankelederDr. Elspeth Payne & Dr. Alexandra LubinUCL Cancer Institute

I dette interview taler NewsMedical med Elspeth Payne og Alexandra Lubin, kræftforskere ved UCL Cancer Institute i London, om hvordan de bruger AI-drevet analysesoftware til at studere myeloid leukæmi på en automatiseret måde med høj gennemstrømning ved hjælp af zebrafiskmodeller. Athena. Denne overkommelige softwareløsning er tilgængelig til download på en ny betal-per-brug-basis.

Vil du venligst præsentere hvad du laver og kort beskrive din forskning?

Elspeth Payne:Mit navn er Beth Payne, og jeg er en klinisk videnskabsmand. Mit laboratorium arbejder med blodkræft, især myeloid malignitet,og jeg passer også patienter på hospitalet. Vi bruger en kombination af zebrafiskmodellering og lægemiddelscreening sammen med primært patientmateriale til at studere ogbedreforstå udviklingen myeloid leukæmi og forskellige måder, vi kan behandle dem på i fremtiden.

Alexandra Lubin:Mit navn er Alex Lubin. Jeg er postdoc i Beth Paynes laboratorium. Jeg arbejder på zebrafiskmodeller af myelodysplastiske syndromer (MDS) og akut myeloid leukæmi (AML). Lægemiddelscreening er mit hovedprojekt, og jeg vil gerne udføre lægemiddelscreening i hæmatopoietiske stamceller i halen på zebrafisk for at lede efter syntetisk dødelighed.

Hvordan udførte du analysen af ​​zebrafisk, før du brugte Athena-softwaren?

Alexandra Lubin:Når jeg ser på stamceller i min lægemiddelscreening, forsøger jeg at måle en ændring i celleantal i en fisk. For at gøre dette manuelt skal alle individuelle fluorescerende celler i halen tælles. Det betyder, at du skal sætte hver fisk under et mikroskop, gennemgå den og tælle den, hvilket er meget tidskrævende. Derfor begyndte vi at lede efter en automatiseret tilgang.

Hvilke udfordringer står du over for, når det kommer til at få de data, du har brug for?

Beth Payne:Vi har udviklet nogle metoder til lægemiddelscreening, og selvom zebrafisk er en god model for dette, har det været en udfordring at få det rigtige gennemløb. Selvom der er mange forskellige platforme man kan bruge, har de som regel skræddersyede løsninger til at analysere dataene. Det betyder, at det både er dyrt at udvikle hver ny skærm og tager lang tid at få noget, der fungerer til dit formål.

På hvilket tidspunkt gik du væk fra manuel billedbehandling og billedanalyse og ledte efter automatiserede løsninger?

Beth Payne:Med hensyn til automatiseret screening har vi nok ledt efter en løsning de sidste fem-ti år. Vi gentog denne udfordring hvert par år som et nøglemål og spurgte os selv: "Hvordan kan vi gøre dette mere tidseffektivt?" Billeddannelse og manuel celletælling er nødvendige for korrekt datakvantificering, men vi troede, det ville være en enorm tidsbesparelse, hvis det kunne automatiseres. Ikke kun for den nødvendige tid til disse trin, men også for at åbne op for en lang række muligheder for at bruge en sådan platform til andre eksperimenter.

Hvad er de største udfordringer ved sampling med en manuel arbejdsgang?

Alexandra Lubin:Den største udfordring ved den manuelle metode er, at den er tidskrævende. Det er ikke specielt svært, men det betyder, at man skal bruge timer og timer ved mikroskopet. Det andet hovedproblem med dette er, at du ikke kan opnå store stikprøvestørrelser. Hvis du vil lave noget som en lægemiddelscreening, ligger styrken i evnen til at analysere mange prøver.

Hvad har denne teknologi bragt til dit laboratorium?

Beth Payne:Det, der har været nyttigt for dette system, er, at vi bruger det til alle indikationer ud over lægemiddelscreening. For eksempel, hvis vi har et transgent eller endda et in situ objekt, som vi ønsker at afbilde og se på i detaljer med højt indhold, bruger vi Athena i stedet for at gøre det manuelt.

Den anden gode ting ved systemet er, at det er fleksibelt, og du kan optimere det til et andet assay relativt hurtigt, fordi systemet er brugervenligt. Virksomheden tilbyder en masse støtte til at hjælpe os, når vi støder på vanskeligheder.

Jeg vil sige, at det generelt giver os mulighed for at drive vores eksperimenter meget bedre, fordi vi i stedet for kun 20 embryoner kan bruge 200 til den samme behandlingstid. Faktisk tager det væsentligt mindre tid, end det ellers ville have gjort. Samlet set giver det mere fleksibilitet med hensyn til de eksperimenter, vi kan planlægge, og den slags ydeevne, vi kan få fra dataoutputtet Athena.

AI-assisteret analyse af et lysfeltbillede af en zebrafisklarve for at identificere intern anatomi i kombination med påvisning af GFP-mærkede hæmatopoietiske stamceller. GFP-mærkede celler, der kun er til stede i halen, kan tælles selektivt. Fotokredit: IDEA Bio-Medical

Azo: Da du begyndte at arbejde på Athena-softwaren, hvor lang tid tog det dig at blive selvstændig og produktiv med den?

Alexandra Lubin:Da jeg først stødte på dem Athena Software, der var en masse udvikling i gang. Dette gav plads til en masse diskussion med IDEA Bio-Medical om, hvad vi ønskede af softwaren, hvad der ville være nyttigt og fremhæve områder til forbedring.

Efter idriftsættelse var overgangsperioden fra den første brug af softwaren til fuldstændig uafhængighed relativt kort.

Hvordan er dette sammenlignet med andre instrumenter, du bruger, for eksempel sammenlignet med manuelle mikroskoper?

Alexandra Lubin:Dette var en unik oplevelse, idet vi havde mere kontakt med IDEA Bio-Medical, end vi normalt ville. Jeg har aldrig brugt et andet system som dette, så jeg har ikke en direkte sammenligning, men det er fremragende og yderst praktisk software.

Hvor lang tid tager det dig at analysere alle dine fiskeprøver, og hvordan er det sammenlignet med tidligere tider?

Alexandra Lubin:Hvis vi laver disse eksperimenter manuelt, kan vi kun studere omkring hundrede fisk ad gangen. Dette tager dog så lang tid, men da vi først startede, var det Athena vi kan øge dette tal.

Hvor mange fisk, jeg screener, afhænger af, hvor velopdragne fiskene er, ligesom alle du arbejder med Zebrafisk du ved det. Det er muligt at screene hundredvis (af fisk) på kort tid, da det kun tager ca. 30 minutter mellem ilægning af pladen og modtagelse af resultater for ca. hundrede fisk, hvorimod det tidligere ville have taget en hel dag.

Hvad gør du, hvis du har brug for hjælp til at bruge softwaren? Hvem støtter dig og hvordan?

Alexandra Lubin:Når jeg har brug for hjælp til softwaren, kontakter jeg teamet hos IDEA Bio-Medical. De har været virkelig hjælpsomme og tilbyder et samarbejdspartnerskab. Jeg forsyner dem med billeder; De støtter os – det fungerer problemfrit.

Hvad var det tidspunkt, hvor du troede, at Athena-softwaren ville være nyttig til din forskning?

Alexandra Lubin:Da jeg startede denne lægemiddelscreening, vidste vi, at vi var nødt til at indføre automatisering, fordi det ikke ville være muligt at screene tusindvis af forbindelser manuelt. Da vi begyndte at se på forskellige metoder, blev det klart, hvor nemt systemet var at bruge, og hvor fleksibelt det var. Derudover blev vi tiltrukket af det faktum Athena gav os mulighed for at forgrene os og ændre det efter behov.

Hvor ser du dit arbejde næste gang og dets indvirkning?

Beth Payne:Jeg tror bestemt, det har åbnet døren til flere og flere skærme. Måske kan vi nu lave mere ambitiøse typer skærme, hvor vi for eksempel bruger mere end én fluorofor eller mere end én genotype på samme tid, fordi screeningstiden er så meget kortere og mere effektiv, end man kan indføre flere variable.

Om Dr. Elspeth Payne

Dr. Elspeth Payne er en senior klinisk forsker/klinisk konsulent ved UCL Cancer Institute. Hendes laboratorium på UCL's Cancer Institute er dedikeret til at studere arvelige knoglemarvssvigtsygdomme og leukæmier og bruger zebrafisk til at modellere disse sygdomme. Dr. Payne er også klinisk hæmatolog på UCL Hospital, hvor hun behandler mennesker med blodsygdomme som leukæmi og knoglemarvssvigt.

Om Dr. Alexandra Lubin

Dr. Lubin er postdoc-forsker ved UCL Cancer Institute, hvor hun bruger zebrafisk til at studere myelodysplastisk syndrom (MDS) og akut myeloid leukæmi (AML) for at udvikle nye terapeutiske behandlinger. Hun har tidligere afsluttet sin ph.d. i kemisk biologi ved Imperial College London efter at have studeret kemi på University of Cambridge.

Om IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEA Bio-Medical en virksomhed med speciale i automatiseret mikroskopi og billedanalyse for life science-forskere. Det blev grundlagt i 2007 gennem et partnerskab mellem YEDA (kommercialiseringsdelen af ​​Weizmann Institute) og IDEA Machine Development (et innovationscenter). IDEAs produkter, Hermes billedbehandlingssystemet og Athena billedanalysesoftware, har bidraget til over 100 videnskabelige publikationer i peer-reviewede tidsskrifter og har haft en betydelig indflydelse på videnskaben verden over.

IDEA Bio-Medical er i øjeblikket fokuseret på at styrke zebrafiskforskere ved at give dem en pålidelig, robust løsning til automatiseret og objektiv billedanalyse af zebrafisk ved at anvende virksomhedens viden og ekspertise.

Til dette formål udviklede IDEA en ny deep learning-baseret billedanalysesoftware til in vivo zebrafiskeksperimenter. Softwaren registrerer automatisk zebrafiskens kontur og dens indre organer i lyst felt uden at kræve brugerinput. Den identificerede anatomi er koblet til fluorescenskanaler for at muliggøre anatomispecifik undersøgelse af fluorescensændringer. Det er et overkommeligt, brugervenligt system, der er specielt designet til pålidelig, automatiseret billedbaseret analyse af zebrafisk.

Softwarenfås som et selvstændigt produktog accepterer mikroskopibilleder i flere billedformater, inklusive proprietære. Deter velegnet til forskere, der afbilder og analyserer blot en håndfuld fisk om ugen, såvel som forskere, der afbilder hundreder og tusinder af fisk i plader med flere brønde til visninger i stor skala. IDEA Bio-Medical tilbyder en ny betal-per-brug-model for adgang til softwaren for at muliggøre fleksibel adgang.Derfor kan enhver forskere, der bruger manuelle mikroskoper eller tredjeparts automatiserede systemer, nemt bruge IDEAs Zfish-software til at udtrække kvantitativ, meningsfuld information fra deres zebrafiskbilleder efter behov.

Kontakt IDEA Bio-Medical på vores hjemmeside Kontaktformular og mere information kan findes i zebrafiskanalysesoftwaren Produktside.

Politik for sponsoreret indhold:News-Medical.net udgiver artikler og relateret indhold, som kan komme fra kilder, som vi har eksisterende forretningsforbindelser med, forudsat at sådant indhold tilføjer værdi til News-Medical.Nets redaktionelle kerneetos, som er at uddanne og informere besøgende på webstedet, der er interesseret i medicinsk forskning, videnskab, medicinsk udstyr og behandlinger.

.