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El ensayo de micronúcleos (MN) es fundamental en toxicología genética para evaluar el daño del ADN en el desarrollo de cosméticos, productos farmacéuticos y productos químicos para uso humano 1,2,3,4. Los micronúcleos se forman a partir de cromosomas enteros o fragmentos de cromosomas que no se incorporan al núcleo después de la división y se condensan en cuerpos pequeños y circulares separados del núcleo. Por lo tanto, MN puede ser utilizado como un punto final para cuantificar el daño del ADN en las pruebas de genotoxicidad1.
El método preferido para cuantificar MN es dentro de células binucleadas una vez divididas (BNC) mediante el bloqueo de la división utilizando citochalasina-B (Cyt-B). En esta versión del ensayo, la citotoxicidad también se evalúa mediante la puntuación de células mononucleadas (MONO) y polinucleadas (POLY). El ensayo también se puede realizar marcando MN en células MONO desbloqueadas, que es más rápido y fácil de puntuar, y la citotoxicidad se evalúa utilizando recuentos celulares previos y posteriores a la exposición para evaluar la proliferación 5,6.
La puntuación física del ensayo se ha realizado históricamente a través de microscopía manual, ya que esto permite la confirmación visual de todos los eventos clave. Sin embargo, la microscopía manual es desafiante y subjetiva1. Por lo tanto, se han desarrollado técnicas automatizadas, incluido el escaneo de portaobjetos de microscopio y la citometría de flujo, cada uno con sus propias ventajas y limitaciones. Mientras que los métodos de escaneo de diapositivas permiten visualizar eventos clave, las diapositivas deben crearse con una densidad celular óptima, lo que puede ser difícil de lograr. Además, esta técnica a menudo carece de visualización citoplasmática, lo que puede comprometer la puntuación de las células MONO y POLY 7,8. Si bien la citometría de flujo ofrece una captura de datos de alto rendimiento, las células deben ser lisadas, lo que no permite el uso de la forma Cyt-B del ensayo. Además, como técnica no imagenológica, la citometría de flujo convencional no proporciona validación visual de eventos clave 9,10.
Por lo tanto, se ha investigado la citometría de flujo por imágenes (IFC) para realizar el ensayo MN. La ImageStreamX Mk II combina la velocidad y la robustez estadística de la citometría de flujo convencional con las capacidades de imagen de alta resolución de la microscopía en un solo sistema11. Se ha demostrado que mediante el uso de IFC, las imágenes de alta resolución de todos los eventos clave se pueden capturar y calificar automáticamente utilizando técnicas basadas en características 12,13 o inteligencia artificial (IA) 14,15. Mediante el uso de IFC para realizar el ensayo MN, se puede lograr la puntuación automática de muchas más células en comparación con la microscopía en un período de tiempo más corto.
Este trabajo se desvía de un flujo de trabajo de análisis de imágenes descrito anteriormente16 y discute todos los pasos necesarios para desarrollar y entrenar un modelo de bosque aleatorio (RF) y / o red neuronal convolucional (CNN) utilizando el software Amnis AI (en adelante, "software de IA"). Se describen todos los pasos necesarios, incluido el llenado de datos reales sobre el terreno utilizando herramientas de etiquetado asistidas por IA, la interpretación de los resultados del entrenamiento del modelo y la aplicación del modelo para clasificar datos adicionales, lo que permite el cálculo de la genotoxicidad y la citotoxicidad15.