Geautomatiseerde screening op zebravissen voor de ontdekking van geneesmiddelen tegen myeloïde leukemie

Geautomatiseerde screening op zebravissen voor de ontdekking van geneesmiddelen tegen myeloïde leukemie

Gedachte leiderDr. Elspeth Payne & Dr. Alexandra LubinUCL Kanker Instituut

In dit interview praat NewsMedical met Elspeth Payne en Alexandra Lubin, kankeronderzoekers aan het UCL Cancer Institute in Londen, over hoe zij AI-aangedreven analysesoftware gebruiken om myeloïde leukemieën op een geautomatiseerde, high-throughput manier te bestuderen met behulp van zebravismodellen. Athene. Deze betaalbare softwareoplossing kan worden gedownload op een nieuwe, pay-per-use-basis.

Kunt u even voorstellen wat u doet en uw onderzoek kort beschrijven?

Elspeth Payne:Mijn naam is Beth Payne en ik ben klinisch wetenschapper. Mijn laboratorium onderzoekt bloedkankers, vooral myeloïde maligniteiten.en ik verzorg ook patiënten in het ziekenhuis. We gebruiken een combinatie van zebravismodellering en geneesmiddelenscreening naast primair patiëntenmateriaal om te bestuderenbeterbegrijp de ontwikkeling myeloïde leukemieën en verschillende manieren waarop we ze in de toekomst kunnen behandelen.

Alexandra Lubin:Mijn naam is Alex Lubin. Ik ben een postdoctoraal onderzoeker in het laboratorium van Beth Payne. Ik werk aan zebravismodellen van myelodysplastische syndromen (MDS) en acute myeloïde leukemie (AML). Drugsscreening is mijn hoofdproject en ik zou graag geneesmiddelenscreening willen uitvoeren op hematopoietische stamcellen in de staart van zebravissen om te zoeken naar synthetische letaliteit.

Hoe voerde u de analyse van zebravissen uit voordat u de Athena-software gebruikte?

Alexandra Lubin:Als ik bij mijn geneesmiddelenonderzoek naar stamcellen kijk, probeer ik een verandering in het aantal cellen bij een vis te meten. Om dit handmatig te doen, moeten alle individuele fluorescerende cellen in de staart worden geteld. Dit betekent dat je elke vis onder een microscoop moet leggen, er doorheen moet gaan en moet tellen, wat erg tijdrovend is. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een geautomatiseerde aanpak.

Met welke uitdagingen wordt u geconfronteerd als het gaat om het verkrijgen van de gegevens die u nodig heeft?

Beth Payne:We hebben een aantal methoden ontwikkeld voor het screenen van geneesmiddelen, en hoewel de zebravis hiervoor een geweldig model is, was het verkrijgen van de juiste doorvoer een uitdaging. Hoewel er veel verschillende platforms zijn die je kunt gebruiken, hebben ze meestal oplossingen op maat voor het analyseren van de gegevens. Dit betekent dat het ontwikkelen van elk nieuw scherm kostbaar is en lang duurt om iets te krijgen dat voor uw doel werkt.

Op welk punt bent u afgestapt van handmatige beeldvorming en beeldanalyse en bent u op zoek gegaan naar geautomatiseerde oplossingen?

Beth Payne:Op het gebied van geautomatiseerde screening zijn we waarschijnlijk al vijf tot tien jaar op zoek naar een oplossing. We hebben deze uitdaging om de paar jaar opnieuw bekeken als een belangrijk doel en hebben ons de vraag gesteld: “Hoe kunnen we dit tijdefficiënter maken?” Beeldvorming en handmatige celtelling zijn noodzakelijk voor een goede gegevenskwantificering, maar we dachten dat het een enorme tijdbesparing zou opleveren als dit geautomatiseerd kon worden. Niet alleen vanwege de tijd die nodig is voor deze stappen, maar ook om een ​​hele reeks mogelijkheden te openen om zo’n platform voor andere experimenten te gebruiken.

Wat zijn de grootste uitdagingen bij het nemen van monsters met een handmatige workflow?

Alexandra Lubin:De grootste uitdaging bij de handmatige methode is dat deze tijdrovend is. Het is niet bijzonder moeilijk, maar het betekent wel dat je uren achter de microscoop moet zitten. Het andere grote probleem hiermee is dat je geen grote steekproeven kunt bereiken. Als je zoiets als een drugsscreening wilt doen, ligt de kracht in de mogelijkheid om veel monsters te analyseren.

Wat heeft deze technologie uw laboratorium opgeleverd?

Beth Payne:Wat nuttig is geweest voor dit systeem is dat we het naast de geneesmiddelenscreening ook voor alle indicaties gebruiken. Als we bijvoorbeeld een transgeen of zelfs een in situ object hebben dat we in hoge inhoudelijke details in beeld willen brengen en bekijken, gebruiken we de Athene in plaats van het handmatig te doen.

Het andere mooie van het systeem is dat het flexibel is en dat je het relatief snel kunt optimaliseren voor een andere test, omdat het systeem gebruiksvriendelijk is. Het bedrijf biedt veel ondersteuning om ons te helpen als we problemen ondervinden.

Ik zou zeggen dat we hierdoor onze experimenten veel beter kunnen uitvoeren, omdat we in plaats van slechts 20 embryo's er 200 kunnen gebruiken voor dezelfde verwerkingstijd. In feite kost het aanzienlijk minder tijd dan anders het geval zou zijn geweest. Over het geheel genomen biedt het meer flexibiliteit wat betreft de experimenten die we kunnen plannen en het soort prestaties dat we uit de gegevensuitvoer kunnen halen Athene.

AI-ondersteunde analyse van een helderveldbeeld van een zebravislarve om de interne anatomie te identificeren in combinatie met detectie van GFP-gelabelde hematopoietische stamcellen. GFP-gelabelde cellen die alleen in de staart aanwezig zijn, kunnen selectief worden geteld. Fotocredit: IDEA Bio-Medisch

Azo: Toen u met de Athena-software begon te werken, hoe lang duurde het voordat u er onafhankelijk en productief mee werd?

Alexandra Lubin:Toen ik ze voor het eerst tegenkwam Athene Software, er was veel ontwikkeling gaande. Dit gaf ruimte voor veel discussie met IDEA Bio-Medical over wat we wilden van de software, wat nuttig zou zijn en wat de verbeterpunten zouden zijn.

Na de ingebruikname was de overgangsperiode vanaf het eerste gebruik van de software naar volledige onafhankelijkheid relatief kort.

Hoe verhoudt dit zich tot andere instrumenten die u gebruikt, bijvoorbeeld in vergelijking met handmatige microscopen?

Alexandra Lubin:Dit was een unieke ervaring omdat we meer contact hadden met IDEA Bio-Medical dan normaal. Ik heb nog nooit een ander systeem als dit gebruikt, dus ik heb geen directe vergelijking, maar het is uitstekende en uiterst praktische software.

Hoe lang duurt het analyseren van al uw vismonsters en hoe verhoudt dat zich tot voorgaande keren?

Alexandra Lubin:Als we deze experimenten handmatig doen, kunnen we maar zo’n honderd vissen tegelijk onderzoeken. Dit kost echter zoveel tijd, maar toen we eenmaal begonnen, de Athene we kunnen dit aantal verhogen.

Hoeveel vissen ik screen hangt af van hoe braaf de vissen zijn, net als iedereen met wie u werkt Zebravis je zult het weten. Het is mogelijk om in korte tijd honderden (vissen) te screenen, omdat er slechts ongeveer 30 minuten zitten tussen het laden van de plaat en het ontvangen van de resultaten van ongeveer honderd vissen, terwijl dit voorheen een hele dag zou duren.

Wat doet u als u hulp nodig heeft bij het gebruik van de software? Wie ondersteunt jou en hoe?

Alexandra Lubin:Als ik hulp nodig heb met de software, neem ik contact op met het team van IDEA Bio-Medical. Ze zijn erg behulpzaam geweest en bieden een samenwerkingspartnerschap. Ik voorzie ze van foto's; Zij steunen ons – het werkt soepel.

Op welk punt dacht u dat de Athena-software nuttig zou zijn voor uw onderzoek?

Alexandra Lubin:Toen ik met deze geneesmiddelenscreening begon, wisten we dat we automatisering moesten invoeren, omdat het niet mogelijk zou zijn om duizenden verbindingen handmatig te screenen. Toen we naar verschillende methoden gingen kijken, werd het duidelijk hoe gemakkelijk het systeem te gebruiken was en hoe flexibel het was. Bovendien werden we aangetrokken door het feit Athene stelde ons in staat om uit te breiden en het indien nodig te veranderen.

Waar ziet u uw werk nu en de impact ervan?

Beth Payne:Ik denk dat het zeker de deur heeft geopend naar steeds meer schermen. Misschien kunnen we nu ambitieuzere soorten screening uitvoeren waarbij we bijvoorbeeld meer dan één fluorofoor of meer dan één genotype tegelijkertijd gebruiken, omdat de screeningtijd zoveel korter en efficiënter is dan dat je meer variabelen kunt introduceren.

Over dr. Elspeth Payne

Dr. Elspeth Payne is senior klinisch onderzoeker/klinisch adviseur bij het UCL Cancer Institute. Haar laboratorium aan het Cancer Institute van de UCL is gewijd aan het bestuderen van erfelijke ziekten van beenmergfalen en leukemieën en gebruikt zebravissen om deze ziekten te modelleren. Dr. Payne is ook klinisch hematoloog in het UCL-ziekenhuis, waar ze mensen behandelt met bloedaandoeningen zoals leukemie en beenmergfalen.

Over dr. Alexandra Lubin

Dr. Lubin is een postdoctoraal onderzoeker aan het UCL Cancer Institute, waar ze zebravissen gebruikt om het myelodysplastisch syndroom (MDS) en acute myeloïde leukemie (AML) te bestuderen om nieuwe therapeutische behandelingen te ontwikkelen. Ze voltooide eerder haar PhD in Chemische Biologie aan het Imperial College London na een studie scheikunde aan de Universiteit van Cambridge.

Over IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEE Bio-medisch een bedrijf gespecialiseerd in geautomatiseerde microscopie en beeldanalyse voor life science-onderzoekers. Het werd in 2007 opgericht via een partnerschap tussen YEDA (de commercialiseringsafdeling van het Weizmann Instituut) en IDEA Machine Development (een innovatiecentrum). De producten van IDEA, het Hermes-beeldvormingssysteem en de Athena-beeldanalysesoftware, hebben bijgedragen aan meer dan 100 wetenschappelijke publicaties in peer-reviewed tijdschriften en hebben een aanzienlijke impact gehad op de wetenschap wereldwijd.

IDEA Bio-Medical richt zich momenteel op het versterken van zebravisonderzoekers, door hen een betrouwbare, robuuste oplossing te bieden voor geautomatiseerde en onbevooroordeelde beeldanalyse van zebravissen door de kennis en expertise van het bedrijf toe te passen.

Daartoe heeft IDEA een nieuwe, op deep learning gebaseerde beeldanalysesoftware ontwikkeld voor in vivo zebravisexperimenten. De software detecteert automatisch de contouren van de zebravis en zijn interne organen in een helder veld zonder dat gebruikersinvoer nodig is. De geïdentificeerde anatomie wordt gekoppeld aan fluorescentiekanalen om anatomiespecifiek onderzoek van fluorescentieveranderingen mogelijk te maken. Het is een betaalbaar, gebruiksvriendelijk systeem dat speciaal is ontworpen voor betrouwbare, geautomatiseerde beeldgebaseerde analyse van zebravissen.

De softwareis verkrijgbaar als zelfstandig producten accepteert microscopiebeelden in meerdere beeldformaten, inclusief bedrijfseigen. Hetis geschikt voor onderzoekers die slechts een handvol vissen per week in beeld brengen en analyseren, maar ook voor onderzoekers die honderden en duizenden vissen in beeld brengen in platen met meerdere putjes voor grootschalige displays. IDEA Bio-Medical biedt een nieuw pay-per-use-model voor toegang tot de software om flexibele toegang mogelijk te maken.Daarom kunnen onderzoekers die handmatige microscopen of geautomatiseerde systemen van derden gebruiken, eenvoudig de Zfish-software van IDEA gebruiken om op verzoek kwantitatieve, betekenisvolle informatie uit hun zebravisbeelden te extraheren.

Neem contact op met IDEA Bio-Medical op onze website Contactformulier en meer informatie is te vinden in de zebravisanalysesoftware Productpagina.

Beleid voor gesponsorde inhoud:News-Medical.net publiceert artikelen en gerelateerde inhoud, die afkomstig kunnen zijn van bronnen waarmee we bestaande zakelijke relaties hebben, op voorwaarde dat dergelijke inhoud waarde toevoegt aan de redactionele kernethos van News-Medical.Net, namelijk het opleiden en informeren van websitebezoekers die geïnteresseerd zijn in medisch onderzoek, wetenschap, medische apparatuur en behandelingen.

.