Loading...

Ученые выделили «идеальные» клеточные культуры для исследования рака
Piqsels

Международная команда исследователей, в которую вошли российские ученые, разработала систему SpheroidPicker для выделения раковых клеток определенной формы и размера. Этот первый в своем роде прибор, работающий на основе искусственного интеллекта, позволит стандартизировать работу с образцами опухолей. Статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Для исследования рака широко используется метод ex vivo (то, что происходит вне организма). У пациента берется образец клеток опухоли, который в специальных условиях подвергается воздействию. Такой подход позволяет исследовать редкие формы рака. В исследованиях ex vivo используются двумерные образцы, состоящие из одного слоя клеток. Однако свойства реальных опухолей отличаются от двумерных образцов, и более реалистичный отклик на воздействие лекарств дают трехмерные клеточные структуры. Наиболее приближена к реальным свойствам модель сфероид, в которой клетки опухоли образуют сферу. Благодаря своей структуре сфероиды опухоли имеют микросреду, которая напоминает характеристики настоящих опухолей.

Использование трехмерных клеточных структур по-прежнему сопряжено с различными трудностями. Во-первых, отсутствует единый протокол для создания сфероидов, в анализах используются образцы разной формы и до сих пор в большинстве случаев отбор клеток происходит вручную. Во-вторых, современные устройства не позволяют удобно переносить выбранные сфероиды в отдельное место для последующего изучения.

Теперь международная команда ученых, в которую вошли исследователи Высшей школы экономики, решила обе проблемы. Авторы объединили два основных этапа создания трехмерных культур раковых клеток: выбор сфероидов правильной формы и их последующий перенос в необходимую среду. Они разработали быстрый и точный метод поиска сфероидов на основе технологий глубинного обучения. Для обучения моделей была создана уникальная база изображений раковых клеток различной формы и обучена модель, способная обнаруживать и сегментировать необходимые объекты. Установка состояла из микроскопа, который позволял проводить эффективное и быстрое исследование образцов. Микроманипулятор перемещал стеклянный капиллярный стержень с выбранными сфероидами.

«Особенность нашей разработки в том, что оператор может указать морфологические свойства, которые требуются для выбранных объектов, например диапазон размеров. Перенос сфероидов не влияет на морфологию и жизнеспособность клеток, поэтому в будущем SpheroidPicker может стать незаменимым инструментом для исследования лекарств против рака и новых протоколов лечения», — говорит соавтор работы Никита Мошков.