Triagem automatizada de peixe-zebra para descoberta de medicamentos para leucemia mieloide

Triagem automatizada de peixe-zebra para descoberta de medicamentos para leucemia mieloide

Líder inovadorDra. Elspeth Payne e Dra.Instituto do Câncer UCL

Nesta entrevista, a NewsMedical conversa com Elspeth Payne e Alexandra Lubin, pesquisadoras de câncer do UCL Cancer Institute em Londres, sobre como elas usam software de análise alimentado por IA para estudar leucemias mieloides de maneira automatizada e de alto rendimento usando modelos de peixe-zebra. Atenas. Esta solução de software acessível está disponível para download em uma nova base de pagamento conforme o uso.

Você poderia apresentar o que você faz e descrever brevemente sua pesquisa?

Elspeth Payne:Meu nome é Beth Payne e sou cientista clínica. Meu laboratório trabalha com cânceres do sangue, particularmente malignidades mieloides,e também cuido de pacientes no hospital. Usamos uma combinação de modelagem de peixe-zebra e triagem de drogas juntamente com material primário do paciente para estudar emelhorarentenda o desenvolvimento leucemias mieloides e diferentes maneiras de tratá-los no futuro.

Alexandra Lubin:Meu nome é Alex Lubin. Sou pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Beth Payne. Eu trabalho em modelos de peixes-zebra de síndromes mielodisplásicas (SMD) e leucemia mieloide aguda (LMA). Drug screening is my main project, and I would like to perform drug screening in hematopoietic stem cells in the tail of zebrafish to look for synthetic lethality.

Como você realizou a análise do peixe-zebra antes de usar o software Athena?

Alexandra Lubin:Quando observo as células-tronco na minha triagem de drogas, estou tentando medir uma mudança no número de células em um peixe. To do this manually, all individual fluorescent cells in the tail must be counted. Isso significa que você tem que colocar cada peixe no microscópio, examiná-lo e contá-lo, o que consome muito tempo. É por isso que começamos a procurar uma abordagem automatizada.

Que desafios você enfrenta quando se trata de obter os dados de que precisa?

Beth Payne:We have developed some methods for drug screening, and although zebrafish is a great model for this, getting the right throughput has been a challenge. Embora existam muitas plataformas diferentes que podem ser utilizadas, elas geralmente possuem soluções customizadas para análise de dados. Isso significa que desenvolver cada nova tela é caro e leva muito tempo para conseguir algo que funcione para seu propósito.

Em que ponto você abandonou a geração manual de imagens e a análise de imagens e procurou soluções automatizadas?

Beth Payne:Em termos de triagem automatizada, provavelmente temos procurado uma solução nos últimos cinco a dez anos. Revisitamos esse desafio a cada poucos anos como um objetivo principal e nos perguntamos: “Como podemos tornar isso mais eficiente em termos de tempo?” A imagem e a contagem manual de células são necessárias para a quantificação adequada dos dados, mas pensamos que seria uma grande economia de tempo se pudesse ser automatizada. Não apenas pelo tempo necessário para essas etapas, mas também para abrir todo um leque de possibilidades de utilização de tal plataforma para outros experimentos.

Quais são os maiores desafios ao fazer amostragem com um fluxo de trabalho manual?

Alexandra Lubin:O maior desafio do método manual é que ele consome muito tempo. Não é particularmente difícil, mas significa passar horas e horas diante do microscópio. O outro problema principal com isso é que você não pode obter amostras grandes. Se você quiser fazer algo como um exame de drogas, o ponto forte está na capacidade de analisar muitas amostras.

O que essa tecnologia trouxe para o seu laboratório?

Beth Payne:O que tem sido útil para este sistema é que o utilizamos para todas as indicações, além da triagem de medicamentos. Por exemplo, se tivermos um objeto transgênico ou mesmo in situ que desejamos visualizar e observar com alto nível de conteúdo, usamos o método Atenas em vez de fazer isso manualmente.

A outra grande vantagem do sistema é que ele é flexível e você pode otimizá-lo para um ensaio diferente de forma relativamente rápida porque o sistema é fácil de usar. A empresa oferece muito suporte para nos ajudar quando encontramos dificuldades.

Eu diria que, no geral, isso nos permite potencializar muito melhor nossos experimentos porque, em vez de apenas 20 embriões, podemos usar 200 para o mesmo tempo de processamento. Na verdade, leva muito menos tempo do que levaria de outra forma. No geral, oferece mais flexibilidade em termos dos experimentos que podemos planejar e do tipo de desempenho que podemos obter com a saída de dados Atenas.

Análise assistida por IA de uma imagem de campo claro de uma larva de peixe-zebra para identificar a anatomia interna em combinação com a detecção de células-tronco hematopoiéticas marcadas com GFP. Células marcadas com GFP presentes apenas na cauda podem ser contadas seletivamente. Crédito da foto: IDEA Bio-Medical

Azo: Quando você começou a trabalhar no software Athena, quanto tempo levou para se tornar independente e produtivo com ele?

Alexandra Lubin:Quando eu os encontrei pela primeira vez Atenas Software, havia muito desenvolvimento acontecendo. Isso abriu espaço para muita discussão com a IDEA Bio-Medical sobre o que queríamos do software, o que seria útil e destacar áreas para melhoria.

Após o comissionamento, o período de transição desde a primeira utilização do software até a independência completa foi relativamente curto.

Como isso se compara a outros instrumentos que você usa, por exemplo, em comparação com microscópios manuais?

Alexandra Lubin:Esta foi uma experiência única, pois tivemos mais contato com a IDEA Bio-Medical do que normalmente teríamos. Nunca usei outro sistema como esse então não tenho comparação direta, mas é um software excelente e extremamente prático.

Quanto tempo você leva para analisar todas as suas amostras de peixes e como isso se compara aos tempos anteriores?

Alexandra Lubin:Se fizermos estas experiências manualmente, só poderemos examinar cerca de cem peixes de cada vez. No entanto, isso leva muito tempo, mas uma vez que começamos, o Atenas podemos aumentar esse número.

Quantos peixes eu examino depende de quão bem comportados os peixes são, como todos com quem você trabalha Peixe-zebra você saberá. É possível examinar centenas (de peixes) num curto período de tempo, uma vez que demora apenas cerca de 30 minutos entre o carregamento da placa e a recepção dos resultados para cerca de uma centena de peixes, enquanto anteriormente isto demoraria um dia inteiro.

O que você faz se precisar de ajuda para usar o software? Quem te apoia e como?

Alexandra Lubin:Quando preciso de ajuda com o software, entro em contato com a equipe da IDEA Bio-Medical. Eles têm sido muito úteis e oferecem uma parceria colaborativa. Eu lhes forneço fotos; Eles nos apoiam – funciona perfeitamente.

Em que momento você achou que o software Athena seria útil para sua pesquisa?

Alexandra Lubin:When I started this drug screening, we knew we had to introduce automation because it would not be possible to screen thousands of compounds manually. À medida que começamos a examinar diferentes métodos, ficou claro o quão fácil era usar o sistema e quão flexível ele era. Além disso, fomos atraídos pelo fato Atenas nos permitiu diversificar e alterá-lo conforme necessário.

Onde você vê seu trabalho a seguir e seu impacto?

Beth Payne:Acho que certamente abriu a porta para mais e mais telas. Talvez agora possamos fazer tipos de rastreios mais ambiciosos onde usamos, por exemplo, mais de um fluoróforo ou mais de um genótipo ao mesmo tempo, porque o tempo de rastreio é muito mais curto e mais eficiente do que é possível introduzir mais variáveis.

Sobre a Dra.

Elspeth Payne é pesquisadora clínica sênior/consultora clínica do UCL Cancer Institute. Seu laboratório no Instituto do Câncer da UCL é dedicado ao estudo de doenças hereditárias de insuficiência da medula óssea e leucemias e usa peixe-zebra para modelar essas doenças. Dra. Payne também é hematologista clínica no UCL Hospital, onde trata pessoas com doenças do sangue, como leucemia e insuficiência da medula óssea.

Sobre a Dra. Alexandra Lubin

Lubin é pesquisadora de pós-doutorado no UCL Cancer Institute, onde usa peixe-zebra para estudar a síndrome mielodisplásica (SMD) e a leucemia mieloide aguda (LMA) para desenvolver novos tratamentos terapêuticos. Anteriormente, ela completou seu doutorado em Biologia Química no Imperial College London, depois de estudar química na Universidade de Cambridge.

Sobre IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEA Biomédica uma empresa especializada em microscopia automatizada e análise de imagens para pesquisadores de ciências biológicas. Foi fundada em 2007 através de uma parceria entre a YEDA (braço de comercialização do Instituto Weizmann) e a IDEA Machine Development (um centro de inovação). Os produtos da IDEA, o sistema de imagem Hermes e o software de análise de imagem Athena, contribuíram para mais de 100 publicações científicas em revistas especializadas e tiveram um impacto significativo na ciência em todo o mundo.

A IDEA Bio-Medical está atualmente focada em capacitar pesquisadores de peixes-zebra, fornecendo-lhes uma solução confiável e robusta para análise de imagens automatizada e imparcial de peixes-zebra, aplicando o conhecimento e a experiência da empresa.

Para este fim, a IDEA desenvolveu um novo software de análise de imagens baseado em aprendizagem profunda para experimentos in vivo com peixes-zebra. O software detecta automaticamente o contorno do peixe-zebra e seus órgãos internos em campo claro, sem exigir intervenção do usuário. A anatomia identificada é acoplada a canais de fluorescência para permitir o exame específico da anatomia das alterações de fluorescência. É um sistema acessível e fácil de usar, projetado especificamente para análises confiáveis ​​e automatizadas de peixes-zebra baseadas em imagens.

O softwareestá disponível como um produto independentee aceita imagens de microscopia em vários formatos de imagem, inclusive proprietários. Istoé adequado para pesquisadores que capturam imagens e analisam apenas um punhado de peixes por semana, bem como para pesquisadores que capturam imagens de centenas e milhares de peixes em placas com vários poços para exibições em grande escala. IDEA Bio-Medical oferece um novo modelo de pagamento conforme o uso para acesso ao software para permitir acesso flexível.Portanto, qualquer pesquisador que utilize microscópios manuais ou sistemas automatizados de terceiros pode facilmente usar o software Zfish da IDEA para extrair informações quantitativas e significativas de suas imagens de peixe-zebra sob demanda.

Entre em contato com a IDEA Bio-Medical em nosso site Formulário de contato e mais informações podem ser encontradas no software de análise de peixe-zebra Página do produto.

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