Tan Lanmò: Nouvo Teknoloji Bezwen pou Plis Presizyon

Pou chèchè ki etidye neurodegeneration, mank sa a nan yon deklarasyon presi "tan lanmò" pou newòn fè li difisil pou detèmine ki faktè ki mennen nan lanmò selil ak tès dwòg ki ta ka sove selil aje soti nan mouri.              

Kounye a, chèchè nan Gladstone Institutes te devlope yon nouvo teknoloji ki pèmèt yo swiv dè milye de selil nan yon moman epi detèmine moman egzak lanmò pou nenpòt selil nan gwoup la. Ekip la te montre, nan yon papye ki te pibliye nan jounal Nature Communications, ke apwòch la ap travay nan selil wonjè ak imen ak nan pwason zèb vivan, epi yo ka itilize yo pou swiv selil yo sou yon peryòd de semèn rive mwa.

Steve Finkbeiner, MD, PhD, direktè Sant pou Sistèm ak Terapetik nan Gladstone di: "Jwenn yon tan egzak nan lanmò a trè enpòtan pou debouche kòz ak efè nan maladi neurodegenerative," di Steve Finkbeiner, MD, PhD, direktè Sant pou Sistèm ak Terapetik nan Gladstone ak otè ansyen tou de nouvo etid yo. "Li pèmèt nou konnen ki faktè ki dirèkteman lakòz lanmò selil, ki ensidan, ak ki ta ka fè fas mekanis ki reta lanmò."

Nan yon papye konpayon ki te pibliye nan jounal Science Advances, chèchè yo konbine teknoloji detèktè selilè a ak yon apwòch aprantisaj machin, anseye yon òdinatè ki jan yo fè distenksyon ant selil vivan ak selil mouri 100 fwa pi vit ak plis presizyon pase yon imen.

Jeremy Linsley, PhD, yon lidè pwogram syantifik nan Finkbeiner, di: “Li te pran plizyè mwa etidyan kolèj pou analize kalite done sa yo alamen, epi nouvo sistèm nou an prèske enstantane—li aktyèlman kouri pi vit pase nou ka jwenn nouvo imaj sou mikwoskòp la. laboratwa ak premye otè tou de nouvo papye.

Anseye yon Ansyen Capteur Nouvo Trik

Lè selil yo mouri—kèlkeswa kòz la oswa mekanis—yo evantyèlman vin fragmenté epi manbràn yo dejenere. Men, pwosesis degradasyon sa a pran tan, sa ki fè li difisil pou syantis yo fè distenksyon ant selil ki te sispann fonksyone depi lontan, sa yo ki malad ak mouri, ak sa yo ki an sante.

Anjeneral, chèchè yo sèvi ak etikèt fluorescent oswa koloran pou swiv selil malad yo ak yon mikwoskòp sou tan epi eseye fè dyagnostik kote yo ye nan pwosesis degradasyon sa a. Anpil koloran endikatè, tach, ak etikèt yo te devlope pou fè distenksyon ant selil yo ki deja mouri ak sa yo ki toujou vivan, men yo souvan travay sèlman sou peryòd tan kout anvan manyak epi yo kapab tou toksik nan selil yo lè yo aplike.

"Nou reyèlman te vle yon endikatè ki dire pou tout lavi yon selil—pa sèlman kèk èdtan—ak Lè sa a, bay yon siyal klè sèlman apre moman espesifik selil la mouri," di Linsley.

Linsley, Finkbeiner, ak kòlèg yo te chwazi detèktè kalsyòm yo, ki te fèt orijinal pou swiv nivo kalsyòm andedan yon selil. Kòm yon selil mouri ak manbràn li yo vin koule, yon efè segondè se ke kalsyòm kouri nan cytosol dlo selil la, ki nòmalman gen nivo relativman ba nan kalsyòm.

Se konsa, Linsley enjenyè detèktè kalsyòm yo abite nan sitosol la, kote yo ta fliyoresan sèlman lè nivo kalsyòm ogmante nan yon nivo ki endike lanmò selil. Nouvo detèktè yo, ke yo rekonèt kòm endikatè lanmò kode jenetik (GEDI, pwononse tankou Jedi nan Star Wars), yo ta ka mete nan nenpòt kalite selil epi siyal ke selil la vivan oswa mouri pandan tout lavi selil la.

Pou teste itilite detèktè yo reamenaje, gwoup la te mete gwo gwoup newòn-yo chak ki gen GEDI-anba mikwoskòp la. Apre vizyalize plis pase yon milyon selil, nan kèk ka ki gen tandans nan neurodegeneration ak nan lòt moun ekspoze a konpoze toksik, chèchè yo te jwenn ke Capteur GEDI a te byen lwen pi egzak pase lòt endikatè lanmò selil: pa te gen yon sèl ka kote Capteur a te ye. aktive epi yon selil rete vivan. Anplis de sa nan presizyon sa a, GEDI te sanble tou detekte lanmò selil nan yon etap pi bonè pase metòd anvan yo - tou pre "pwen an pa retounen" pou lanmò selil.

Linsley di: “Sa pèmèt ou separe selil vivan ak selil ki mouri yo nan yon fason ki pa t janm posib anvan.

Deteksyon lanmò sipèmomen

Linsley te mansyone GEDI bay frè li—Drew Linsley, PhD, yon pwofesè asistan nan Brown University ki espesyalize nan aplike entèlijans atifisyèl nan gwo echèl done byolojik. Frè l 'sigjere ke chèchè yo sèvi ak Capteur a, makonnen ak yon apwòch aprantisaj machin, yo anseye yon sistèm òdinatè yo rekonèt selil vivan ak mouri nan sèvo ki baze sèlman sou fòm nan selil la.

Ekip la makonnen rezilta nouvo detèktè a ak done estanda fluoresans sou menm newòn yo, epi yo te anseye yon modèl òdinatè, ki rele BO-CNN, pou rekonèt modèl fliyoresans tipik ki asosye ak sa selil ki mouri yo sanble. Modèl la, frè Linsley yo te montre, te 96 pousan egzat ak pi bon pase sa obsèvatè imen yo ka fè, e li te plis pase 100 fwa pi vit pase metòd anvan yo nan diferansye selil vivan ak selil mouri.

“Pou kèk kalite selil, li trè difisil pou yon moun konprann si yon selil vivan oswa mouri—men modèl òdinatè nou an, lè w aprann nan GEDI, te kapab diferansye yo dapre pati nan imaj nou pa t konnen anvan. Jeremy Linsley di.

Tou de GEDI ak BO-CNN pral pèmèt chèchè yo kounye a fè nouvo etid gwo-debi pou dekouvri ki lè ak ki kote selil nan sèvo mouri - yon pwen final trè enpòtan pou kèk nan maladi ki pi enpòtan yo. Yo kapab tou tès depistaj dwòg pou kapasite yo nan reta oswa evite lanmò selil nan maladi neurodegenerative. Oswa, nan ka kansè, yo ka chèche dwòg ki akselere lanmò selil malad yo.

"Teknoloji sa yo chanje jwèt nan kapasite nou pou konprann ki kote, ki lè, ak poukisa lanmò rive nan selil yo," di Finkbeiner. "Pou premye fwa, nou ka vrèman pwofite vitès ak echèl pwogrè yo bay nan mikwoskospi asistans robo pou detekte lanmò selil ak plis presizyon, epi fè sa byen davans moman lanmò a. Nou espere ke sa a ka mennen nan terapi plis espesifik pou anpil maladi neurodegenerative ki te twò lwen pa geri."