Automatiserad zebrafiskscreening för upptäckt av läkemedel mot myeloid leukemi

Automatiserad zebrafiskscreening för upptäckt av läkemedel mot myeloid leukemi

TankeledareDr Elspeth Payne & Dr Alexandra LubinUCL Cancer Institute

I den här intervjun pratar NewsMedical med Elspeth Payne och Alexandra Lubin, cancerforskare vid UCL Cancer Institute i London, om hur de använder AI-driven analysmjukvara för att studera myeloid leukemi på ett automatiserat sätt med hög genomströmning med hjälp av zebrafiskmodeller. Athena. Denna prisvärda mjukvarulösning är tillgänglig för nedladdning på en ny betal-per-användningsbasis.

Kan du presentera vad du gör och kortfattat beskriva din forskning?

Elspeth Payne:Mitt namn är Beth Payne och jag är en klinisk vetenskapsman. Mitt labb arbetar med blodcancer, särskilt myeloida maligniteter,och jag tar även hand om patienter på sjukhuset. Vi använder en kombination av zebrafiskmodellering och läkemedelsscreening tillsammans med primärt patientmaterial för att studera ochbättreförstå utvecklingen myeloid leukemi och olika sätt vi kan behandla dem i framtiden.

Alexandra Lubin:Jag heter Alex Lubin. Jag är postdoktor i Beth Paynes labb. Jag arbetar med zebrafiskmodeller av myelodysplastiska syndrom (MDS) och akut myeloid leukemi (AML). Läkemedelsscreening är mitt huvudprojekt, och jag skulle vilja utföra läkemedelsscreening i hematopoetiska stamceller i svansen på zebrafiskar för att leta efter syntetisk dödlighet.

Hur utförde du analysen av zebrafisk innan du använde programvaran Athena?

Alexandra Lubin:När jag tittar på stamceller i min drogscreening försöker jag mäta en förändring i cellantal hos en fisk. För att göra detta manuellt måste alla individuella fluorescerande celler i svansen räknas. Det betyder att du måste sätta varje fisk under ett mikroskop, gå igenom den och räkna den, vilket är mycket tidskrävande. Det var därför vi började leta efter ett automatiserat tillvägagångssätt.

Vilka utmaningar står du inför när det gäller att få den data du behöver?

Beth Payne:Vi har utvecklat några metoder för drogscreening, och även om zebrafisk är en bra modell för detta, har det varit en utmaning att få rätt genomströmning. Även om det finns många olika plattformar man kan använda har de oftast skräddarsydda lösningar för att analysera datan. Det betyder att det är både kostsamt att utveckla varje ny skärm och tar lång tid att få till något som fungerar för ditt ändamål.

När gick du bort från manuell bildbehandling och bildanalys och letade efter automatiserade lösningar?

Beth Payne:När det gäller automatiserad screening har vi förmodligen letat efter en lösning de senaste fem till tio åren. Vi återupptog denna utmaning med några års mellanrum som ett nyckelmål och frågade oss själva, "Hur kan vi göra det här mer tidseffektivt?" Avbildning och manuell cellräkning är nödvändiga för korrekt datakvantifiering, men vi trodde att det skulle vara en enorm tidsbesparing om det kunde automatiseras. Inte bara för den tid som behövs för dessa steg, utan också för att öppna upp en hel rad möjligheter att använda en sådan plattform för andra experiment.

Vilka är de största utmaningarna vid provtagning med ett manuellt arbetsflöde?

Alexandra Lubin:Den största utmaningen med den manuella metoden är att den är tidskrävande. Det är inte särskilt svårt, men det innebär att spendera timmar och timmar vid mikroskopet. Det andra huvudproblemet med detta är att du inte kan uppnå stora urvalsstorlekar. Om du vill göra något som en drogscreening ligger styrkan i förmågan att analysera många prover.

Vad har den här tekniken tillfört ditt labb?

Beth Payne:Det som har varit till hjälp för detta system är att vi använder det för alla indikationer utöver läkemedelsscreening. Om vi ​​till exempel har ett transgent eller till och med ett objekt på plats som vi vill avbilda och titta på i detalj med högt innehåll, använder vi Athena istället för att göra det manuellt.

Det andra bra med systemet är att det är flexibelt och du kan optimera det för en annan analys relativt snabbt eftersom systemet är användarvänligt. Företaget erbjuder mycket stöd för att hjälpa oss när vi stöter på svårigheter.

Jag skulle säga att det totalt sett tillåter oss att driva våra experiment mycket bättre eftersom vi istället för bara 20 embryon kan använda 200 för samma bearbetningstid. Faktum är att det tar betydligt mindre tid än vad det skulle ha gjort annars. Sammantaget ger det mer flexibilitet när det gäller de experiment vi kan planera och den typ av prestanda vi kan få från datautgången Athena.

AI-assisterad analys av en ljusfältsbild av en zebrafisklarv för att identifiera intern anatomi i kombination med detektion av GFP-märkta hematopoetiska stamceller. GFP-märkta celler som endast finns i svansen kan räknas selektivt. Fotokredit: IDEA Bio-Medical

Azo: När du började arbeta med Athena-mjukvaran, hur lång tid tog det för dig att bli självständig och produktiv med den?

Alexandra Lubin:När jag först stötte på dem Athena Mjukvara, det var mycket utveckling på gång. Detta gav utrymme för mycket diskussion med IDEA Bio-Medical om vad vi ville ha av mjukvaran, vad som skulle vara användbart och lyfta fram förbättringsområden.

Efter driftsättningen var övergångsperioden från den första användningen av programvaran till fullständig oberoende relativt kort.

Hur jämför detta med andra instrument du använder, till exempel jämfört med manuella mikroskop?

Alexandra Lubin:Detta var en unik upplevelse genom att vi hade mer kontakt med IDEA Bio-Medical än vad vi normalt skulle göra. Jag har aldrig använt ett annat system som detta så jag har ingen direkt jämförelse, men det är utmärkt och extremt praktisk programvara.

Hur lång tid tar det för dig att analysera alla dina fiskprover och hur är det jämfört med tidigare tider?

Alexandra Lubin:Om vi ​​gör dessa experiment manuellt kan vi bara undersöka ett hundratal fiskar åt gången. Detta tar dock så mycket tid, men när vi väl började, Athena vi kan öka detta antal.

Hur många fiskar jag skärmar beror på hur väluppfostrade fiskarna är, som alla du arbetar med Zebrafisk du vet. Det är möjligt att screena hundratals (av fiskar) på kort tid eftersom det bara tar cirka 30 minuter mellan att ladda tallriken och få resultat för cirka hundra fiskar, medan det tidigare skulle ha tagit en hel dag.

Vad gör du om du behöver hjälp med att använda programvaran? Vem stöttar dig och hur?

Alexandra Lubin:När jag behöver hjälp med programvaran kontaktar jag teamet på IDEA Bio-Medical. De har varit väldigt hjälpsamma och erbjuder ett samarbetspartnerskap. Jag förser dem med bilder; De stöttar oss – det fungerar smidigt.

Vid vilken tidpunkt trodde du att Athena-mjukvaran skulle vara användbar för din forskning?

Alexandra Lubin:När jag började med denna drogscreening visste vi att vi var tvungna att införa automatisering eftersom det inte skulle vara möjligt att screena tusentals substanser manuellt. När vi började titta på olika metoder blev det tydligt hur lätt systemet var att använda och hur flexibelt det var. Dessutom lockades vi av det faktum Athena tillät oss att förgrena oss och ändra det efter behov.

Var ser du ditt arbete härnäst och dess inverkan?

Beth Payne:Jag tror att det verkligen har öppnat dörren till fler och fler skärmar. Kanske kan vi nu göra mer ambitiösa typer av skärmar där vi använder till exempel mer än en fluorofor eller mer än en genotyp samtidigt, eftersom screeningtiden är så mycket kortare och effektivare än att man kan införa fler variabler.

Om Dr Elspeth Payne

Dr. Elspeth Payne är senior klinisk forskare/klinisk konsult vid UCL Cancer Institute. Hennes laboratorium vid UCL:s Cancer Institute är dedikerat till att studera ärftliga benmärgssviktssjukdomar och leukemier och använder zebrafisk för att modellera dessa sjukdomar. Dr. Payne är också en klinisk hematolog vid UCL Hospital, där hon behandlar personer med blodsjukdomar som leukemi och benmärgssvikt.

Om Dr Alexandra Lubin

Dr Lubin är postdoktor vid UCL Cancer Institute, där hon använder zebrafisk för att studera myelodysplastiskt syndrom (MDS) och akut myeloid leukemi (AML) för att utveckla nya terapeutiska behandlingar. Hon har tidigare disputerat i kemisk biologi vid Imperial College London efter att ha studerat kemi vid University of Cambridge.

Om IDEA Bio-Medical Ltd.

IDEA Bio-Medical ett företag specialiserat på automatiserad mikroskopi och bildanalys för life science-forskare. Det grundades 2007 genom ett partnerskap mellan YEDA (kommersialiseringsdelen av Weizmann Institute) och IDEA Machine Development (ett innovationscenter). IDEAs produkter, Hermes bildsystem och Athena bildanalysprogramvara, har bidragit till över 100 vetenskapliga publikationer i fackgranskade tidskrifter och har haft en betydande inverkan på vetenskapen världen över.

IDEA Bio-Medical fokuserar för närvarande på att ge zebrafiskforskare en tillförlitlig, robust lösning för automatiserad och opartisk bildanalys av zebrafisk genom att tillämpa företagets kunskap och expertis.

För detta ändamål utvecklade IDEA en ny djupinlärningsbaserad bildanalysmjukvara för experiment med zebrafisk in vivo. Programvaran upptäcker automatiskt zebrafiskens kontur och dess inre organ i ljusa fält utan att användaren behöver input. Den identifierade anatomin är kopplad till fluorescenskanaler för att möjliggöra anatomispecifik undersökning av fluorescensförändringar. Det är ett prisvärt, användarvänligt system speciellt designat för pålitlig, automatiserad bildbaserad analys av zebrafisk.

Programvaranfinns tillgänglig som en fristående produktoch accepterar mikroskopibilder i flera bildformat, inklusive proprietära. Detär lämplig för forskare som avbildar och analyserar bara en handfull fiskar per vecka, samt forskare som avbildar hundratals och tusentals fiskar i plattor med flera brunnar för storskaliga visningar. IDEA Bio-Medical erbjuder en ny modell för betalning per användning för åtkomst till programvaran för att möjliggöra flexibel åtkomst.Därför kan alla forskare som använder manuella mikroskop eller automatiserade system från tredje part enkelt använda IDEA:s Zfish-programvara för att extrahera kvantitativ, meningsfull information från sina zebrafiskbilder på begäran.

Kontakta IDEA Bio-Medical på vår hemsida Kontaktformulär och mer information finns i analysmjukvaran för zebrafisk Produktsida.

Policy för sponsrat innehåll:News-Medical.net publicerar artiklar och relaterat innehåll, som kan komma från källor som vi har befintliga affärsrelationer med, förutsatt att sådant innehåll ger ett mervärde till News-Medical.Nets redaktionella etos, som är att utbilda och informera webbplatsbesökare som är intresserade av medicinsk forskning, vetenskap, medicinsk utrustning och behandlingar.

.