Screening automatizzato del pesce zebra per la scoperta di un farmaco contro la leucemia mieloide

Screening automatizzato del pesce zebra per la scoperta di un farmaco contro la leucemia mieloide

Leader del pensieroDott.ssa Elspeth Payne e Dott.ssa Alexandra LubinIstituto per il cancro dell'UCL

In questa intervista, NewsMedical parla con Elspeth Payne e Alexandra Lubin, ricercatrici sul cancro presso l'UCL Cancer Institute di Londra, su come utilizzano software di analisi basato sull'intelligenza artificiale per studiare le leucemie mieloidi in modo automatizzato e ad alto rendimento utilizzando modelli di pesce zebra. Atena. Questa conveniente soluzione software è disponibile per il download con la nuova formula pay-per-use.

Potresti per favore presentarci cosa fai e descrivere brevemente la tua ricerca?

Elspeth Payne:Mi chiamo Beth Payne e sono una scienziata clinica. Il mio laboratorio si occupa di tumori del sangue, in particolare di tumori mieloidi,e mi occupo anche dei pazienti in ospedale. Utilizziamo una combinazione di modellazione del pesce zebra e screening farmacologico insieme al materiale primario dei pazienti da studiare eMegliocomprendere lo sviluppo leucemie mieloidi e i diversi modi in cui potremmo trattarli in futuro.

Alessandra Lubin:Mi chiamo Alex Lubin. Sono un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Beth Payne. Lavoro su modelli di pesce zebra di sindromi mielodisplastiche (MDS) e leucemia mieloide acuta (LMA). Lo screening farmacologico è il mio progetto principale e mi piacerebbe eseguire lo screening farmacologico nelle cellule staminali ematopoietiche nella coda del pesce zebra per cercare la letalità sintetica.

Come eseguivi l'analisi del pesce zebra prima di utilizzare il software Athena?

Alessandra Lubin:Quando osservo le cellule staminali nel mio screening farmacologico, sto cercando di misurare un cambiamento nel numero di cellule in un pesce. Per fare ciò manualmente, è necessario contare tutte le singole cellule fluorescenti nella coda. Ciò significa che devi mettere ogni pesce al microscopio, esaminarlo e contarlo, il che richiede molto tempo. Ecco perché abbiamo iniziato a cercare un approccio automatizzato.

Quali sfide affronti quando si tratta di ottenere i dati di cui hai bisogno?

Beth Payne:Abbiamo sviluppato alcuni metodi per lo screening farmacologico e, sebbene il pesce zebra sia un ottimo modello per questo, ottenere il giusto rendimento è stata una sfida. Sebbene esistano molte piattaforme diverse che è possibile utilizzare, di solito dispongono di soluzioni personalizzate per l'analisi dei dati. Ciò significa che lo sviluppo di ogni nuovo schermo è costoso e richiede molto tempo per ottenere qualcosa che funzioni per il tuo scopo.

A che punto ti sei allontanato dall'imaging manuale e dall'analisi delle immagini e hai cercato soluzioni automatizzate?

Beth Payne:In termini di screening automatizzato, probabilmente stiamo cercando una soluzione da cinque a dieci anni. Abbiamo rivisitato questa sfida ogni pochi anni come obiettivo chiave e ci siamo chiesti: "Come possiamo renderlo più efficiente in termini di tempo?" L'imaging e il conteggio manuale delle cellule sono necessari per una corretta quantificazione dei dati, ma abbiamo pensato che sarebbe stato un enorme risparmio di tempo se potesse essere automatizzato. Non solo per il tempo necessario per questi passaggi, ma anche per aprire tutta una serie di possibilità per utilizzare tale piattaforma per altri esperimenti.

Quali sono le sfide più grandi durante il campionamento con un flusso di lavoro manuale?

Alessandra Lubin:La sfida più grande con il metodo manuale è che richiede molto tempo. Non è particolarmente difficile, ma significa passare ore e ore al microscopio. L’altro problema principale è che non è possibile ottenere campioni di grandi dimensioni. Se vuoi fare qualcosa come uno screening farmacologico, la forza sta nella capacità di analizzare molti campioni.

Cosa ha portato questa tecnologia nel tuo laboratorio?

Beth Payne:Ciò che è stato utile per questo sistema è che lo utilizziamo per tutte le indicazioni oltre allo screening farmacologico. Ad esempio, se abbiamo un oggetto transgenico o anche un oggetto in situ che vogliamo immaginare e osservare con un alto contenuto di dettaglio, utilizziamo l'opzione Atena invece di farlo manualmente.

L'altro aspetto positivo del sistema è che è flessibile e puoi ottimizzarlo per un test diverso in tempi relativamente brevi perché il sistema è facile da usare. L’azienda offre molto supporto per aiutarci quando incontriamo difficoltà.

Direi che nel complesso ci permette di potenziare molto meglio i nostri esperimenti perché invece di soli 20 embrioni possiamo usarne 200 per lo stesso tempo di elaborazione. In effetti, ci vuole molto meno tempo di quanto sarebbe altrimenti. Nel complesso, offre maggiore flessibilità in termini di esperimenti che possiamo pianificare e di tipo di prestazioni che possiamo ottenere dall'output dei dati Atena.

Analisi assistita dall'intelligenza artificiale di un'immagine in campo chiaro di una larva di pesce zebra per identificare l'anatomia interna in combinazione con il rilevamento di cellule staminali emopoietiche marcate con GFP. Le cellule marcate con GFP presenti solo nella coda possono essere contate selettivamente. Credito fotografico: IDEA Bio-Medical

Azo: Quando hai iniziato a lavorare sul software Athena, quanto tempo ti ci è voluto per diventare indipendente e produttivo con esso?

Alessandra Lubin:Quando li ho incontrati per la prima volta Atena Software, c'era molto sviluppo in corso. Ciò ha dato spazio a molte discussioni con IDEA Bio-Medical su cosa volevamo dal software, cosa sarebbe stato utile ed evidenziare le aree di miglioramento.

Dopo la messa in servizio, il periodo di transizione dal primo utilizzo del software alla completa indipendenza è stato relativamente breve.

Come si confronta con gli altri strumenti che usi, ad esempio rispetto ai microscopi manuali?

Alessandra Lubin:Questa è stata un'esperienza unica in quanto abbiamo avuto più contatti con IDEA Bio-Medical di quanto avremmo normalmente. Non ho mai usato un altro sistema come questo quindi non ho un confronto diretto, ma è un software eccellente ed estremamente pratico.

Quanto tempo impieghi per analizzare tutti i tuoi campioni di pesce e come si confronta con i tempi precedenti?

Alessandra Lubin:Se eseguiamo questi esperimenti manualmente, possiamo esaminare solo un centinaio di pesci alla volta. Tuttavia, ciò richiede molto tempo, ma una volta iniziato, il file Atena possiamo aumentare questo numero.

Il numero di pesci che esamino dipende da quanto si comportano bene, come tutti quelli con cui lavori Pesce zebra lo saprai. È possibile sottoporre a screening centinaia (di pesci) in un breve periodo di tempo poiché sono necessari solo circa 30 minuti tra il caricamento della piastra e la ricezione dei risultati per un centinaio di pesci, mentre in precedenza ciò avrebbe richiesto un'intera giornata.

Cosa fare se hai bisogno di assistenza nell'utilizzo del software? Chi ti supporta e come?

Alessandra Lubin:Quando ho bisogno di assistenza con il software, contatto il team di IDEA Bio-Medical. Sono stati davvero utili e offrono una partnership collaborativa. Fornisco loro le immagini; Ci supportano: funziona senza intoppi.

Qual è stato il momento in cui hai pensato che il software Athena sarebbe stato utile per la tua ricerca?

Alessandra Lubin:Quando ho iniziato lo screening farmacologico, sapevamo che dovevamo introdurre l’automazione perché non sarebbe stato possibile effettuare lo screening manuale di migliaia di composti. Quando abbiamo iniziato a esaminare metodi diversi, è diventato chiaro quanto fosse facile da usare il sistema e quanto fosse flessibile. Inoltre, eravamo attratti dal fatto Atena ci ha permesso di espanderci e modificarlo secondo necessità.

Dove vedi il tuo prossimo lavoro e il suo impatto?

Beth Payne:Penso che abbia sicuramente aperto la porta a sempre più schermi. Forse ora possiamo realizzare tipi di screening più ambiziosi in cui utilizziamo, ad esempio, più di un fluoroforo o più di un genotipo contemporaneamente, perché il tempo di screening è molto più breve ed efficiente di quanto sia possibile introdurre più variabili.

A proposito della dottoressa Elspeth Payne

La dottoressa Elspeth Payne è una ricercatrice clinica senior/consulente clinica presso l'UCL Cancer Institute. Il suo laboratorio presso il Cancer Institute dell'UCL è dedicato allo studio delle malattie ereditarie da insufficienza del midollo osseo e delle leucemie e utilizza il pesce zebra per modellare queste malattie. La dottoressa Payne è anche ematologa clinica presso l'UCL Hospital, dove cura persone affette da malattie del sangue come la leucemia e l'insufficienza del midollo osseo.

A proposito della dottoressa Alexandra Lubin

La dottoressa Lubin è una ricercatrice post-dottorato presso l'UCL Cancer Institute, dove utilizza il pesce zebra per studiare la sindrome mielodisplastica (MDS) e la leucemia mieloide acuta (LMA) per sviluppare nuovi trattamenti terapeutici. In precedenza ha completato il dottorato in Biologia Chimica presso l'Imperial College di Londra dopo aver studiato chimica all'Università di Cambridge.

Informazioni su IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEA Biomedica un'azienda specializzata nella microscopia automatizzata e nell'analisi delle immagini per i ricercatori nel campo delle scienze della vita. È stata fondata nel 2007 attraverso una partnership tra YEDA (il braccio di commercializzazione dell'Istituto Weizmann) e IDEA Machine Development (un centro di innovazione). I prodotti IDEA, il sistema di imaging Hermes e il software di analisi delle immagini Athena, hanno contribuito a oltre 100 pubblicazioni scientifiche su riviste sottoposte a revisione paritaria e hanno avuto un impatto significativo sulla scienza in tutto il mondo.

IDEA Bio-Medical è attualmente impegnata a potenziare i ricercatori del pesce zebra, fornendo loro una soluzione affidabile e solida per l'analisi automatizzata e imparziale delle immagini del pesce zebra, applicando le conoscenze e le competenze dell'azienda.

A tal fine, IDEA ha sviluppato un nuovo software di analisi delle immagini basato sull’apprendimento profondo per esperimenti in vivo sul pesce zebra. Il software rileva automaticamente il contorno del pesce zebra e i suoi organi interni in campo chiaro senza richiedere l'input dell'utente. L'anatomia identificata viene accoppiata ai canali di fluorescenza per consentire l'esame specifico dell'anatomia dei cambiamenti di fluorescenza. Si tratta di un sistema conveniente e facile da usare, progettato specificamente per l'analisi affidabile e automatizzata basata su immagini del pesce zebra.

Il softwareè disponibile come prodotto autonomoe accetta immagini al microscopio in più formati di immagine, inclusi quelli proprietari. Essoè adatto ai ricercatori che eseguono l'imaging e l'analisi di solo una manciata di pesci a settimana, così come ai ricercatori che eseguono l'imaging di centinaia e migliaia di pesci in piastre multipozzetto per visualizzazioni su larga scala. IDEA Bio-Medical offre un nuovo modello pay-per-use per l'accesso al software per consentire un accesso flessibile.Pertanto, qualsiasi ricercatore che utilizzi microscopi manuali o sistemi automatizzati di terze parti può facilmente utilizzare il software Zfish di IDEA per estrarre informazioni quantitative e significative su richiesta dalle immagini del pesce zebra.

Contatta IDEA Bio-Medical sul nostro sito Modulo di contatto e ulteriori informazioni possono essere trovate nel software di analisi del pesce zebra Pagina del prodotto.

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