Αυτοματοποιημένος έλεγχος ψαριών ζέβρα για ανακάλυψη φαρμάκου για μυελοειδή λευχαιμία

Αυτοματοποιημένος έλεγχος ψαριών ζέβρα για ανακάλυψη φαρμάκου για μυελοειδή λευχαιμία

Ηγέτης της σκέψηςΔρ Έλσπεθ Πέιν & Δρ Αλεξάντρα ΛούμπινUCL Cancer Institute

Σε αυτή τη συνέντευξη, το NewsMedical μιλά με την Elspeth Payne και την Alexandra Lubin, ερευνήτριες καρκίνου στο UCL Cancer Institute στο Λονδίνο, για το πώς χρησιμοποιούν λογισμικό ανάλυσης με τεχνητή νοημοσύνη για να μελετήσουν τις μυελογενείς λευχαιμίες με αυτοματοποιημένο, υψηλής απόδοσης τρόπο χρησιμοποιώντας μοντέλα ψαριών ζέβρα. Αθήνα. Αυτή η προσιτή λύση λογισμικού είναι διαθέσιμη για λήψη σε νέα βάση πληρωμής ανά χρήση.

Θα μπορούσατε παρακαλώ να παρουσιάσετε τι κάνετε και να περιγράψετε εν συντομία την έρευνά σας;

Έλσπεθ Πέιν:Ονομάζομαι Beth Payne και είμαι κλινικός επιστήμονας. Το εργαστήριό μου εργάζεται σε καρκίνους του αίματος, ιδιαίτερα κακοήθειες του μυελού,και φροντίζω επίσης ασθενείς στο νοσοκομείο. Χρησιμοποιούμε έναν συνδυασμό μοντελοποίησης ψαριών ζέβρα και ελέγχου φαρμάκων παράλληλα με το κύριο υλικό ασθενών για τη μελέτη καικαλύτερακατανοήσουν την ανάπτυξη μυελογενείς λευχαιμίες και διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορούμε να τους αντιμετωπίσουμε στο μέλλον.

Alexandra Lubin:Το όνομά μου είναι Alex Lubin. Είμαι μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο της Beth Payne. Εργάζομαι σε μοντέλα ψαριών ζέβρα μυελοδυσπλαστικών συνδρόμων (MDS) και οξείας μυελογενούς λευχαιμίας (AML). Ο έλεγχος φαρμάκων είναι το κύριο έργο μου και θα ήθελα να πραγματοποιήσω έλεγχο φαρμάκων σε αιμοποιητικά βλαστοκύτταρα στην ουρά του ψαριού ζέβρα για να αναζητήσω συνθετική θνησιμότητα.

Πώς κάνατε την ανάλυση του zebrafish πριν χρησιμοποιήσετε το λογισμικό Athena;

Alexandra Lubin:Όταν κοιτάζω τα βλαστοκύτταρα στον έλεγχο φαρμάκων μου, προσπαθώ να μετρήσω μια αλλαγή στον αριθμό των κυττάρων σε ένα ψάρι. Για να γίνει αυτό χειροκίνητα, πρέπει να μετρηθούν όλα τα μεμονωμένα φθορίζοντα κύτταρα στην ουρά. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να βάλετε κάθε ψάρι στο μικροσκόπιο, να το περάσετε και να το μετρήσετε, κάτι που είναι πολύ χρονοβόρο. Γι' αυτό αρχίσαμε να ψάχνουμε για μια αυτοματοποιημένη προσέγγιση.

Ποιες προκλήσεις αντιμετωπίζετε όταν πρόκειται να λάβετε τα δεδομένα που χρειάζεστε;

Μπεθ Πέιν:Έχουμε αναπτύξει ορισμένες μεθόδους για τον έλεγχο των ναρκωτικών, και παρόλο που το zebrafish είναι ένα εξαιρετικό μοντέλο για αυτό, η απόκτηση της σωστής απόδοσης ήταν μια πρόκληση. Αν και υπάρχουν πολλές διαφορετικές πλατφόρμες που μπορεί κανείς να χρησιμοποιήσει, συνήθως έχουν προσαρμοσμένες λύσεις για την ανάλυση των δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι η ανάπτυξη κάθε νέας οθόνης είναι και δαπανηρή και χρειάζεται πολύς χρόνος για να αποκτήσετε κάτι που λειτουργεί για τον σκοπό σας.

Σε ποιο σημείο απομακρυνθήκατε από τη χειροκίνητη απεικόνιση και ανάλυση εικόνας και αναζητήσατε αυτοματοποιημένες λύσεις;

Μπεθ Πέιν:Όσον αφορά τον αυτοματοποιημένο έλεγχο, μάλλον αναζητούσαμε λύση τα τελευταία πέντε με δέκα χρόνια. Επανεξεταζόμασταν αυτή την πρόκληση κάθε λίγα χρόνια ως βασικό στόχο και αναρωτιόμασταν, «Πώς μπορούμε να κάνουμε αυτόν τον χρόνο πιο αποδοτικό;» Η απεικόνιση και η χειροκίνητη μέτρηση κελιών είναι απαραίτητες για τη σωστή ποσοτικοποίηση δεδομένων, αλλά πιστεύαμε ότι θα ήταν τεράστια εξοικονόμηση χρόνου εάν μπορούσε να αυτοματοποιηθεί. Όχι μόνο για τον χρόνο που απαιτείται για αυτά τα βήματα, αλλά και για να ανοίξει μια ολόκληρη σειρά δυνατοτήτων για τη χρήση μιας τέτοιας πλατφόρμας για άλλα πειράματα.

Ποιες είναι οι μεγαλύτερες προκλήσεις κατά τη δειγματοληψία με μη αυτόματη ροή εργασίας;

Alexandra Lubin:Η μεγαλύτερη πρόκληση με τη χειροκίνητη μέθοδο είναι ότι είναι χρονοβόρα. Δεν είναι ιδιαίτερα δύσκολο, αλλά σημαίνει να περνάς ώρες και ώρες στο μικροσκόπιο. Το άλλο βασικό πρόβλημα με αυτό είναι ότι δεν μπορείτε να επιτύχετε μεγάλα μεγέθη δειγμάτων. Αν θέλετε να κάνετε κάτι σαν μια εξέταση φαρμάκων, η δύναμη βρίσκεται στην ικανότητα ανάλυσης πολλών δειγμάτων.

Τι έχει φέρει αυτή η τεχνολογία στο εργαστήριό σας;

Μπεθ Πέιν:Αυτό που ήταν χρήσιμο για αυτό το σύστημα είναι ότι το χρησιμοποιούμε για όλες τις ενδείξεις εκτός από τον έλεγχο φαρμάκων. Για παράδειγμα, εάν έχουμε ένα διαγονιδιακό ή ακόμα και ένα in situ αντικείμενο που θέλουμε να απεικονίσουμε και να δούμε με λεπτομέρεια υψηλού περιεχομένου, χρησιμοποιούμε το Αθήνα αντί να το κάνετε χειροκίνητα.

Το άλλο υπέροχο με το σύστημα είναι ότι είναι ευέλικτο και μπορείτε να το βελτιστοποιήσετε για μια διαφορετική ανάλυση σχετικά γρήγορα επειδή το σύστημα είναι φιλικό προς τον χρήστη. Η εταιρεία προσφέρει μεγάλη υποστήριξη για να μας βοηθήσει όταν αντιμετωπίζουμε δυσκολίες.

Θα έλεγα ότι συνολικά μας επιτρέπει να τροφοδοτούμε πολύ καλύτερα τα πειράματά μας γιατί αντί για μόλις 20 έμβρυα μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε 200 για τον ίδιο χρόνο επεξεργασίας. Στην πραγματικότητα, χρειάζεται πολύ λιγότερος χρόνος από ό,τι θα είχε διαφορετικά. Συνολικά, προσφέρει μεγαλύτερη ευελιξία όσον αφορά τα πειράματα που μπορούμε να σχεδιάσουμε και το είδος της απόδοσης που μπορούμε να έχουμε από την έξοδο δεδομένων Αθήνα.

Ανάλυση με τη βοήθεια AI μιας εικόνας φωτεινού πεδίου μιας προνύμφης ψαριού ζέβρα για τον εντοπισμό της εσωτερικής ανατομίας σε συνδυασμό με την ανίχνευση αιμοποιητικών βλαστοκυττάρων με ετικέτα GFP. Τα επισημασμένα με GFP κύτταρα που υπάρχουν μόνο στην ουρά μπορούν να μετρηθούν επιλεκτικά. Φωτογραφία: IDEA Bio-Medical

Azo: Όταν ξεκινήσατε να εργάζεστε στο λογισμικό Athena, πόσο καιρό σας πήρε για να γίνετε ανεξάρτητοι και παραγωγικοί με αυτό;

Alexandra Lubin:Όταν τους συνάντησα για πρώτη φορά Αθήνα Λογισμικό, υπήρχε μεγάλη ανάπτυξη σε εξέλιξη. Αυτό έδωσε χώρο για πολλές συζητήσεις με την IDEA Bio-Medical σχετικά με το τι θέλαμε από το λογισμικό, τι θα ήταν χρήσιμο και να επισημάνουμε τομείς προς βελτίωση.

Μετά την έναρξη λειτουργίας, η μεταβατική περίοδος από την πρώτη χρήση του λογισμικού στην πλήρη ανεξαρτησία ήταν σχετικά σύντομη.

Πώς συγκρίνεται αυτό με άλλα όργανα που χρησιμοποιείτε, για παράδειγμα σε σύγκριση με χειροκίνητα μικροσκόπια;

Alexandra Lubin:Αυτή ήταν μια μοναδική εμπειρία στο ότι είχαμε περισσότερη επαφή με την IDEA Bio-Medical από ό,τι συνήθως. Δεν έχω χρησιμοποιήσει ποτέ άλλο σύστημα σαν αυτό, οπότε δεν έχω άμεση σύγκριση, αλλά είναι εξαιρετικό και εξαιρετικά πρακτικό λογισμικό.

Πόσο χρόνο σας παίρνει για να αναλύσετε όλα τα δείγματα ψαριών σας και πώς συγκρίνεται με προηγούμενες φορές;

Alexandra Lubin:Εάν κάνουμε αυτά τα πειράματα με το χέρι, μπορούμε να εξετάσουμε μόνο περίπου εκατό ψάρια τη φορά. Ωστόσο, αυτό παίρνει τόσο πολύ χρόνο, αλλά μόλις ξεκινήσαμε, το Αθήνα μπορούμε να αυξήσουμε αυτόν τον αριθμό.

Το πόσα ψάρια θα ελέγξω εξαρτάται από το πόσο καλά συμπεριφέρονται τα ψάρια, όπως όλα με τα οποία συνεργάζεστε Ζέβραψαρο θα ξέρεις. Είναι δυνατός ο έλεγχος εκατοντάδων (ψαριών) σε σύντομο χρονικό διάστημα, καθώς χρειάζονται μόνο περίπου 30 λεπτά μεταξύ της φόρτωσης της πλάκας και της λήψης αποτελεσμάτων για περίπου εκατό ψάρια, ενώ προηγουμένως θα χρειαζόταν μια ολόκληρη μέρα.

Τι κάνετε εάν χρειάζεστε βοήθεια χρησιμοποιώντας το λογισμικό; Ποιος σε στηρίζει και πώς;

Alexandra Lubin:Όταν χρειάζομαι βοήθεια με το λογισμικό, επικοινωνώ με την ομάδα της IDEA Bio-Medical. Ήταν πραγματικά χρήσιμοι και προσφέρουν μια συνεργατική συνεργασία. Τους παρέχω φωτογραφίες. Μας υποστηρίζουν – λειτουργεί ομαλά.

Ποιο ήταν το σημείο στο οποίο πιστεύατε ότι το λογισμικό Athena θα ήταν χρήσιμο για την έρευνά σας;

Alexandra Lubin:Όταν ξεκίνησα αυτόν τον έλεγχο φαρμάκων, ξέραμε ότι έπρεπε να εισαγάγουμε την αυτοματοποίηση, επειδή δεν θα ήταν δυνατός ο έλεγχος χιλιάδων ενώσεων με το χέρι. Καθώς αρχίσαμε να εξετάζουμε διαφορετικές μεθόδους, έγινε σαφές πόσο εύκολο ήταν στη χρήση του συστήματος και πόσο ευέλικτο ήταν. Επιπλέον, μας τράβηξε το γεγονός Αθήνα μας επέτρεψε να διακλαδίσουμε και να το αλλάξουμε όπως χρειάζεται.

Πού βλέπετε στη συνέχεια τη δουλειά σας και τον αντίκτυπό της;

Μπεθ Πέιν:Νομίζω ότι σίγουρα άνοιξε την πόρτα σε όλο και περισσότερες οθόνες. Ίσως τώρα μπορούμε να κάνουμε πιο φιλόδοξους τύπους οθονών όπου χρησιμοποιούμε, για παράδειγμα, περισσότερα από ένα φθοροφόρο ή περισσότερους από έναν γονότυπους ταυτόχρονα, επειδή ο χρόνος διαλογής είναι πολύ μικρότερος και πιο αποτελεσματικός από ό,τι μπορείτε να εισάγετε περισσότερες μεταβλητές.

Σχετικά με τον Δρ Έλσπεθ Πέιν

Ο Δρ Έλσπεθ Πέιν είναι ανώτερος κλινικός ερευνητής/κλινικός σύμβουλος στο Ινστιτούτο Καρκίνου του UCL. Το εργαστήριό της στο Ινστιτούτο Καρκίνου του UCL είναι αφιερωμένο στη μελέτη κληρονομικών ασθενειών ανεπάρκειας μυελού των οστών και λευχαιμιών και χρησιμοποιεί ζέβρα για να μοντελοποιήσει αυτές τις ασθένειες. Η Δρ Payne είναι επίσης κλινική αιματολόγος στο UCL Hospital, όπου θεραπεύει άτομα με αιματολογικές διαταραχές όπως λευχαιμία και ανεπάρκεια μυελού των οστών.

Σχετικά με τη Δρ Alexandra Lubin

Η Δρ. Lubin είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Ινστιτούτο Καρκίνου του UCL, όπου χρησιμοποιεί το zebrafish για να μελετήσει το μυελοδυσπλαστικό σύνδρομο (MDS) και την οξεία μυελογενή λευχαιμία (AML) για να αναπτύξει νέες θεραπευτικές θεραπείες. Στο παρελθόν ολοκλήρωσε το διδακτορικό της στη Χημική Βιολογία στο Imperial College του Λονδίνου αφού σπούδασε χημεία στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ.

Σχετικά με την IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEA Bio-Medical μια εταιρεία που ειδικεύεται στην αυτοματοποιημένη μικροσκοπία και ανάλυση εικόνας για ερευνητές της βιοεπιστήμης. Ιδρύθηκε το 2007 μέσω μιας συνεργασίας μεταξύ της YEDA (ο βραχίονας εμπορευματοποίησης του Ινστιτούτου Weizmann) και της IDEA Machine Development (ένα κέντρο καινοτομίας). Τα προϊόντα της IDEA, το σύστημα απεικόνισης Hermes και το λογισμικό ανάλυσης εικόνας Athena, έχουν συνεισφέρει σε περισσότερες από 100 επιστημονικές δημοσιεύσεις σε περιοδικά με κριτές και έχουν σημαντική επίδραση στην επιστήμη παγκοσμίως.

Η IDEA Bio-Medical εστιάζει επί του παρόντος στην ενδυνάμωση των ερευνητών του ψαριού zebra, παρέχοντάς τους μια αξιόπιστη, ισχυρή λύση για αυτοματοποιημένη και αμερόληπτη ανάλυση εικόνας του zebrafish, εφαρμόζοντας τη γνώση και την τεχνογνωσία της εταιρείας.

Για το σκοπό αυτό, η IDEA ανέπτυξε ένα νέο λογισμικό ανάλυσης εικόνας βασισμένο σε βαθιά μάθηση για in vivo πειράματα ζέβρα. Το λογισμικό ανιχνεύει αυτόματα το περίγραμμα του ψαριού ζέβρα και τα εσωτερικά του όργανα σε φωτεινό πεδίο χωρίς να απαιτείται η εισαγωγή του χρήστη. Η αναγνωρισμένη ανατομία συνδέεται με κανάλια φθορισμού για να καταστεί δυνατή η ειδική για την ανατομική εξέταση των αλλαγών φθορισμού. Είναι ένα προσιτό, φιλικό προς το χρήστη σύστημα ειδικά σχεδιασμένο για αξιόπιστη, αυτοματοποιημένη ανάλυση ζέβρα με βάση την εικόνα.

Το λογισμικόδιατίθεται ως αυτόνομο προϊόνκαι δέχεται εικόνες μικροσκοπίας σε πολλαπλές μορφές εικόνας, συμπεριλαμβανομένων των ιδιόκτητων. Τοείναι κατάλληλο για ερευνητές που απεικονίζουν και αναλύουν μόνο μια χούφτα ψάρια την εβδομάδα, καθώς και για ερευνητές που απεικονίζουν εκατοντάδες και χιλιάδες ψάρια σε πλάκες πολλών φρεατίων για οθόνες μεγάλης κλίμακας. Το IDEA Bio-Medical προσφέρει ένα νέο μοντέλο πληρωμής ανά χρήση για πρόσβαση στο λογισμικό για να επιτρέψει την ευέλικτη πρόσβαση.Ως εκ τούτου, οποιοσδήποτε ερευνητής χρησιμοποιεί χειροκίνητα μικροσκόπια ή αυτοματοποιημένα συστήματα τρίτων μπορεί εύκολα να χρησιμοποιήσει το λογισμικό Zfish της IDEA για να εξάγει ποσοτικές, ουσιαστικές πληροφορίες από τις εικόνες του ψαριού zebra κατ' απαίτηση.

Επικοινωνήστε με την IDEA Bio-Medical στην ιστοσελίδα μας Φόρμα επικοινωνίας και περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε στο λογισμικό ανάλυσης zebrafish Σελίδα προϊόντος.

Πολιτική Χορηγούμενου Περιεχομένου:Το News-Medical.net δημοσιεύει άρθρα και σχετικό περιεχόμενο, το οποίο μπορεί να προέρχεται από πηγές με τις οποίες έχουμε υπάρχουσες επιχειρηματικές σχέσεις, υπό την προϋπόθεση ότι αυτό το περιεχόμενο προσθέτει αξία στο βασικό συντακτικό ήθος του News-Medical.Net, που είναι η εκπαίδευση και ενημέρωση των επισκεπτών του ιστότοπου που ενδιαφέρονται για ιατρική έρευνα, επιστήμη, ιατρικές συσκευές και θεραπείες.

.