Egy új eszköz jelentősen meggyorsítja a rákos szövetek elemzését
A Mount Sinai Icahn Orvostudományi Egyetem kutatói kialakították egy hatékony új számítástechnikai eszközt, amely jelentősen meggyorsíthatja a szövetminták elemzését, és elősegítheti a személyre szabott kezeléseket. A Nature Biomedical Engineering folyóiratban megjelent kutatásban bemutatják a MARQO-t, az új generációs képelemző eljárást, amely példátlan pontossággal és skálázhatósággal nyer ki részletes sejt- és térbeli információkat a tumoros szövetek mikroszkópos preparátumaiból.
A MARQO-t Sacha Gnjatic, PhD, az Icahn School of Medicine immunológia és immunterápiás professzora vezetője kialakította. A MARQO egyszerűsíti az immunhisztokémiai (IHC) és immunfluoreszcens (IF) képek elemzésének komplex feladatát, melyeket a rákos beteg szövetekben az immunsejtek és más biomarkerek kimutatására általánosan használt festési folyamatokkal állítanak elő.
A patológusok mikroszkóp alatt vizsgálják a rákos betegekből vett festett szövetmintákat, hogy megnézzék, milyen sejtek vannak bennük és milyen elrendezésben. Ez a munka rendkívül időigényes, ezért általában csak a minta kis területeire korlátozódik. A MARQO három területen is nagy előrelépést jelent: Először is, míg más olyan eszközök, amelyek képesek teljes képeket feldolgozni, gyakran megkövetelik a rendszerektől, hogy a mikroszkópos lemezeket darabokra vágják, vagy drága számítógépes klaszterekre támaszkodjanak, a MARQO a mikroszkópos lemezeket érintetlenül hagyja, és a munkát percek alatt elvégzi, még szabvány grafikus processzorokkal is. Másodszor, a MARQO számos általános IHC és IF festési technológiával működik, ami megkönnyíti a minták összehasonlítását és javítja a reprodukálhatóságot. Harmadszor, a MARQO automatikusan megjelöli a valószínűleg rákpozitív sejteket, hozzárendeli a koordinátákat és a marker intenzitásokat, majd a végső validálást átadja a patológusnak, így a munkafolyamat középpontjában továbbra is az emberi szakértelem áll.
„A MARQO-t kialakítását úgy terveztük, hogy kitöltse a megcélzott területen fennálló jelentős hiányosságokat: a komplex teljes mikroszkópos képeket gyorsan és következetesen használható, strukturált adatokká alakítsa. A nehéz munka automatizálásával lehetővé tesszük a szakértőknek, hogy az értelmezésre és a felfedezésekre fókuszáljanak.” – Sacha Gnjatic, PhD, immunológia és immunterápiás professzor, Icahn School of Medicine
Bár a MARQO jelenleg kutatási célokra lett kialakítva, és klinikai diagnosztikára még nem validálták, a szabvány klinikai festési folyamatokkal való kompatibilitása lehetővé teheti jövőbeli alkalmazását patológiai laboratóriumokban.
A kutatócsoport a MARQO fejlesztését tervezi folytatni a felhasználói rendszer javításával, fejlett térbeli és környezeti elemző eszközök hozzáadásával, valamint a nagy teljesítményű számítástechnikai környezetekben való használatának kiterjesztésével, hogy támogatni tudja a több millió digitalizált szöveti mikroszkópos preparátumot magukba foglaló jelentős projekteket.
„Ez a platform felgyorsíthatja a biomarkerek felfedezését, javíthatja a lehetséges kezelések várható eredményességének személyre szabott előrejelzését, és végső soron támogathatja a pontosabb rákdiagnosztika fejlesztését” – mondta Dr. Gnjatic.