$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Test mikrojądrowy (MN) ma fundamentalne znaczenie w toksykologii genetycznej do oceny uszkodzeń DNA podczas opracowywania kosmetyków, farmaceutyków i substancji chemicznych stosowanych u ludzi1,2,3,4. Mikrojądra powstają z całych chromosomów lub fragmentów chromosomów, które nie włączają się do jądra po podziale i kondensują się w małe, koliste ciała oddzielone od jądra. W związku z tym MN może być używany jako punkt końcowy do ilościowego określania uszkodzeń DNA w testach genotoksyczności1.
Preferowaną metodą do ilościowego oznaczania MN jest blokowanie podziału za pomocą Cytochalasin-B (Cyt-B). W tej wersji testu cytotoksyczność jest również oceniana poprzez ocenę komórek jednojądrowych (MONO) i wielojądrowych (POLY). Test można również przeprowadzić, oceniając MN w niezablokowanych komórkach MONO, co jest szybsze i łatwiejsze do oceny, przy czym cytotoksyczność ocenia się za pomocą liczby komórek przed i po ekspozycji w celu oceny proliferacji5,6.
Historycznie fizyczna ocena testu była przeprowadzana za pomocą ręcznej mikroskopii, ponieważ pozwala to na wizualne potwierdzenie wszystkich kluczowych zdarzeń. Jednak mikroskopia manualna jest trudna i subiektywna1. W ten sposób opracowano zautomatyzowane techniki, w tym skanowanie szkiełek mikroskopowych i cytometrię przepływową, z których każda ma swoje zalety i ograniczenia. Podczas gdy metody skanowania slajdów umożliwiają wizualizację kluczowych wydarzeń, slajdy muszą być tworzone w optymalnej gęstości komórek, co może być trudne do osiągnięcia. Ponadto w tej technice często brakuje wizualizacji cytoplazmatycznej, co może zagrozić punktacji komórek MONO i POLY7,8. Podczas gdy cytometria przepływowa zapewnia wysokoprzepustowe przechwytywanie danych, komórki muszą być poddawane lizie, co nie pozwala na użycie formy Cyt-B testu. Dodatkowo, jako technika nieobrazowa, konwencjonalna cytometria przepływowa nie zapewnia wizualnej walidacji kluczowych zdarzeń9,10.
Dlatego też badano obrazową cytometrię przepływową (IFC) w celu przeprowadzenia testu MN. ImageStreamX Mk II łączy w sobie szybkość i niezawodność statystyczną konwencjonalnej cytometrii przepływowej z możliwościami obrazowania mikroskopowego w wysokiej rozdzielczości w jednym systemie11. Wykazano, że korzystając z IFC, obrazy wszystkich kluczowych zdarzeń w wysokiej rozdzielczości mogą być rejestrowane i automatycznie oceniane za pomocą feature-based12,13 lub technik sztucznej inteligencji (AI)14,15. Dzięki zastosowaniu IFC do przeprowadzenia testu MN możliwe jest uzyskanie automatycznej oceny znacznie większej liczby komórek w porównaniu z mikroskopią w krótszym czasie.
Ta praca odbiega od wcześniej opisanego przepływu pracy analizy obrazu16 i omawia wszystkie kroki wymagane do opracowania i wytrenowania modelu Random Forest (RF) i/lub konwolucyjnej sieci neuronowej (CNN) przy użyciu oprogramowania Amnis AI (zwanego dalej "oprogramowaniem AI"). Opisano wszystkie niezbędne kroki, w tym wypełnianie danych o prawdzie gruntowej za pomocą narzędzi do tagowania wspomaganych przez sztuczną inteligencję, interpretację wyników trenowania modelu oraz zastosowanie modelu do klasyfikacji dodatkowych danych, co pozwala na obliczenie genotoksyczności i cytotoksyczności15.