Analisi di dati di microscopia multidimensionale utilizzando Cell-ACDC

Stiamo migliorando l'analisi dei dati di microscopia multidimensionale sviluppando un software per l'analisi del ciclo di divisione cellulare, chiamato Cell-ACDC, per superare i colli di bottiglia che portano a una rapida scoperta biologica. I modelli di IA attuali sono spesso difficili da raggiungere. Inoltre, sono necessarie visualizzazioni e correzioni manuali per ottenere risultati di alta qualità.

Questi compiti, tuttavia, possono diventare molto tediosi senza gli strumenti giusti. Per cominciare, clicca su Avvia GUI nella finestra principale del modulo visualizza e corre. Clicca sull'icona della cartella nella barra degli strumenti della nuova finestra e seleziona la cartella che contiene i dati.

Poi premi Seleziona Cartella per confermare la selezione. Usa il menu a tendina per selezionare il contrasto di fase del canale pre-elaborato, poi premi OK per confermare. Seleziona il nome della maschera di segmentazione e poi clicca su Carica Selezionato per caricare il file di segmentazione creato nel passaggio precedente.

Conferma le proprietà dell'immagine cliccando su OK per vedere le Posizioni caricate. Quando richiesto, seleziona No per evitare il carico di ulteriori dati di fluorescenza. Usa il selettore di modalità per selezionare segmentazione e tracciamento.

Nella barra del menu, naviga su Tracciamento, seguito da Seleziona algoritmo di tracciamento in tempo reale, e seleziona il tracker in tempo reale desiderato in base all'organismo. Usa i tasti freccia sinistra e destra per muoverti tra i fotogrammi. Naviga fino al fotogramma 10.

Premi il tasto S per attivare lo strumento manuale di separazione dei germogli e clicca destro per dividere automaticamente la maschera di segmentazione della cella uno. Ora, naviga fino al fotogramma 14. Premi il tasto B per attivare lo strumento pennello e disegna la maschera di segmentazione mancante per l'auricolare usando il tasto sinistro del mouse.

Continua attraverso i frame successivi correggendo gli errori di segmentazione e tracciamento utilizzando gli strumenti disponibili. Corretto almeno fino al frame 42. Attiva l'analisi del ciclo cellulare usando il selettore di modalità.

Quando ti viene chiesto, seleziona Sì per andare al primo fotogramma. Usa i tasti freccia sinistra e destra per muoverti tra i fotogrammi. Clicca su OK per accettare l'inizializzazione della tabella di annotazione dei cicli cellulari quando richiesto, e naviga fino al frame 41.

Clicca con il tasto destro sulla cella uno o sul suo bozzetto per separare la connessione e annotare l'evento di divisione cellulare. Continua a visualizzare tutti i frame rilevanti e correggi eventuali errori nelle assegnazioni automatiche di mother-bud utilizzando gli strumenti disponibili. Per assegnare un bozzolo a una madre, attiva lo strumento assegnato bod alla madre premendo A. Premi e tieni premuto il tasto destro del mouse sull'ammiratore, trascina fino alla cellula madre corrispondente e rilascia il tasto del mouse.

Per riavviare l'annotazione del ciclo delle celle, seleziona l'opzione appropriata dalla barra degli strumenti. Per rompere o rilegare l'associazione madre-gemello, assicurati che non venga selezionato alcun strumento. Clicca con il tasto destro su una coppia madre-amico esistente per rompere l'associazione, oppure clicca di nuovo con il tasto destro per ristabilire la connessione.

Attiva l'albero di lineage delle divisioni normali usando il selettore dei modi. Quando ti viene chiesto, seleziona Sì per andare al primo fotogramma e usa i tasti freccia sinistra e destra per muoverti tra i fotogrammi. Correggi gli errori nelle assegnazioni automatiche madre-figlia utilizzando gli strumenti disponibili nella barra di Modifica.

Quando viene richiesto, clicca su Propaga per applicare le modifiche. Per assegnare una madre a un nuovo ID cellulare, attiva lo strumento di ricerca madre per un nuovo ID cellulare premendo F. Clicca destro sulla nuova cella per far scorrere le madri candidate. La segmentazione nucleare negli sferoidi tumorali ha rivelato un'ampia distribuzione dei volumi del nucleo, con un numero consistente di oggetti che mostrano volumi piccoli e alcuni che mostrano volumi estremamente grandi.

Una vista 3D dell'organoide tumorale mostrava numerosi nuclei segmentati con identificatori etichettati, e le z-slice mostravano i contorni rossi di segmentazione applicati a ciascun nucleo. Nel lievito in gemmazione, la quantità di proteina H2B è aumentata bruscamente al momento dell'emergenza delle gemme e si è stabilizzata prima della divisione nucleare. Il numero di nuclei è aumentato improvvisamente al momento della divisione nucleare nel dataset del lievito.

Nelle cellule staminali embrionali di topo, l'area cellulare è aumentata costantemente fino a raggiungere un massimo, poi è diminuita durante la divisione cellulare e successivamente ha ricominciato a risalire nelle cellule figlie. Quindi Cell-ACDC è un framework software open-source che consente un facile accesso ai modelli di IA per l'analisi delle bioimmagini e garantisce un'elevata condivisione dei dati microscopici. Un aspetto importante di Cell-ACDC è che la comunità può facilmente integrare i nuovi metodi in un flusso di lavoro esistente con una struttura dati standardizzata.

Sfruttare i dati corretti di Cell-ACDC per perfezionare metodi all'avanguardia può gettare le basi per un'analisi bioimmagine completamente automatizzata.