Быстрая настройка тканевых микрочипов и визуализации мозаичных областей на мультиплексном ионно-лучевом микроскопе с использованием интерфейса Tile/SED/Array
15 сентября 2023 г.
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI) часто используется для визуализации тканевых микрочипов и мозаичных, смежных областей тканей, но нынешнее программное обеспечение для постановки этих экспериментов является громоздким. Интерфейс tile/SED/array — это интуитивно понятный интерактивный графический инструмент, разработанный для значительного упрощения и ускорения настройки MIBI.
Мультиплексная ионно-лучевая визуализация, или MIBI, — это метод визуализации экспрессии белков в гистологических тканях по десяткам белков одновременно. Используя MIBI, исследователи могут идентифицировать, локализовать и охарактеризовать клетки в их родной тканевой среде. Ключевым узким местом в работе прибора MIBI является настройка полей зрения (FOV) для визуализации.
Поля зрения представляют собой области размером от 200 на 200 микрон до 800 на 800 микрон на предметном стекле, которые пользователи размещают так, чтобы охватить интересующие участки тканей. Позиционирование FOV для больших смежных областей ткани и больших тканевых микрочипов является громоздким с помощью интерфейса производителя. Мы разработали интерфейс тайлов/SED/массива, чтобы помочь пользователям быстро позиционировать большое количество FOV с помощью интуитивно понятного интерактивного графического интерфейса.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании рассматривается проблема настройки полей зрения (FOV) при многоцветном ионно-лучевом имиджинге (MIBI) для тканевых микромассивов и смежных участков ткани. В работе представлен интуитивно понятный графический инструмент под названием интерфейс мозаичного массива SED, который значительно упрощает и ускоряет процесс подготовки к запуску MIBI.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Мультиплексная ионно-лучевая визуализация (MIBI)
- Тканевые микромассивы
- Оптимизация параметров визуализации
Теоретические сведения
- Понимание экспрессии белков в гистологических тканях
- Необходимость эффективного позиционирования полей зрения (FOV) для визуализации
- Проблемы с существующими интерфейсами для MIBI
Используемые методы
- Разработка интерфейса мозаичного массива SED (TSAI)
- Графический пользовательский интерфейс для позиционирования полей зрения (FOV)
- Веб-инструменты для корегистрации и манипулирования изображениями
Основные результаты
- Повышение эффективности настройки полей зрения (FOV) для визуализации тканей
- Снижение вероятности пользовательских ошибок при сборе изображений
- Улучшенная визуализация гистологических срезов тканей
Выводы
- В исследовании представлен новый подход к оптимизации настройки запуска MIBI
- Подчеркивается важность интуитивно понятных инструментов для развития исследований в области биологической визуализации
Часто задаваемые вопросы
Значимость для отрасли
Эффективная настройка полей зрения при мультиплексном ионно-лучевом имиджинге (MIBI) имеет решающее значение для высокопроизводительного анализа тканевых микромассивов и пространственной протеомики на этапе поисковых исследований в биофармацевтической разработке. Интерфейс плитка/SED/массив (TSAI) обеспечивает быстрый, воспроизводимый и масштабируемый выбор областей визуализации, напрямую устраняя узкие места в рабочих процессах крупномасштабного профилирования тканей. Эта возможность повышает прогностическую достоверность и операционную пропускную способность в ключевых точках трансляционных и доклинических исследований.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Ранний поиск и валидация мишени
- Ускоряет пространственное картирование экспрессии белков для валидации мишеней на основе выдвинутых гипотез.
- Обеспечивает систематический анализ архитектуры тканей и клеточных фенотипов in situ.
- Способствует снижению биологических рисков за счет стандартизации выбора областей в больших когортах тканей.
Скрининг и разработка анализа
- Подготовка валидированных тканевых микромассивов и прилегающих областей для последующих мультиплексных методов визуализации.
- Повышение воспроизводимости и стандартизации настроек визуализации, что снижает вариабельность, зависящую от пользователя.
- Облегчение масштабируемого высокосодержательного скрининга образцов тканей для поиска биомаркеров.
Трансляционные и доклинические исследования
- Обеспечивает сопоставление данных пространственной протеомики с моделями тканей, имеющими отношение к заболеванию.
- Поддерживает непрерывность процесса от этапа поиска до доклинической валидации за счет обеспечения последовательного выбора области визуализации.
- Снижает риск систематической ошибки отбора проб в трансляционных исследованиях биомаркеров.
Интеграция конвейера и рабочего процесса
Система визуализации TSAI представляет собой воспроизводимый, масштабируемый и удобный в использовании инструмент, обеспечивающий переход от этапа первичного поиска до идентификации ведущих соединений и проведения доклинических исследований.
- Открывающая биология: Оптимизирует проверку гипотез и пространственный анализ путей за счет обеспечения точного позиционирования поля зрения (FOV).
- Скрининг: Стандартизирует подготовку анализа для высокопроизводительной визуализации тканевых микрочипов.
- Аналитика: Обеспечивает получение количественных данных с пространственным разрешением для надежного сравнения условий.
- Трансляционные исследования: Гарантирует непрерывность регионов визуализации в моделях заболеваний и исследованиях биомаркеров.
- Корпоративное использование: Предлагает браузерный интерфейс, не требующий установки, который легко адаптируется под разные проекты и команды.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает прогностическую достоверность и снижает механистическую неопределенность в исследованиях на тканях.
- Операционная ценность: обеспечивает быструю, стандартизированную и воспроизводимую настройку визуализации для крупномасштабных экспериментов.
- Стратегическая ценность: позволяет принимать более обоснованные решения о продолжении или прекращении исследований (go/no-go) и повышает эффективность использования капитала за счет минимизации задержек при настройке оборудования.
- Влияние на портфель: поддерживает приоритизацию с учетом рисков и развитие программ в области пространственной биологии.
Особенности реализации
- Требуется знакомство с оборудованием MIBI и рабочими процессами цифровой визуализации.
- Необходим доступ к совместимым веб-браузерам и файлам цифровых изображений тканей (png, json).
- Для обеспечения воспроизводимости требуется межкомандная стандартизация протоколов выбора FOV.
- Метод адаптируем к различным типам тканей и форматам массивов с минимальными техническими затруднениями.
- Для получения оптимальных результатов требуется высокое качество корегистрации и выравнивания изображений SED.
