Dans cette interview, NewsMedical parle à Jason Otterstrom du rôle du logiciel Athena Zebrafish basé sur l’IA dans l’exploration des résultats d’imagerie Zebrafish et de son importance pour la recherche biomédicale utilisant des modèles Zebrafish. Athéna est désormais disponible en téléchargement avec une licence flexible à l’utilisation.
Sommaire
Comment l’imagerie à haut contenu du poisson zèbre peut-elle révolutionner le domaine de la recherche biomédicale ?
Poisson zèbre (Danio rerio) sont un système de modèle émergent prometteur pour la recherche biomédicale avec le potentiel de permettre des études rapides et à haut débit de maladies humaines chez les vertébrés vivants.
Les humains et le poisson zèbre ont la plupart des mêmes organes, partagent 70% des mêmes gènes et 84% des gènes associés à la maladie humaine ont des homologues de poisson zèbre.
Les embryons de poisson zèbre sont transparents et peuvent être manipulés au stade unicellulaire, puis se transforment rapidement en larves en quelques jours. Ce développement physiologique peut être imagé avec un microscope en utilisant des milliers de poissons individuels pour visualiser directement l’effet des traitements sur les systèmes d’organes, le développement et la physiologie.
Aucun autre système de modèle biologique bien caractérisé n’est actuellement en mesure d’offrir ces avantages.
Dr Otterstrom : « Nous proposons trois packages de licences abordables pour différents besoins de débit. Avec un prix effectif compris entre 0,15 et 0,29 USD par image analysée, tout laboratoire ou chercheur Zebrafish peut utiliser le logiciel Athena pour améliorer ses flux de travail d’analyse. » Crédit d’image : IDEA Bio-Medical Ltd.
Comment les images de poisson zèbre sont-elles utilisées et pourquoi sont-elles importantes pour les chercheurs ?
Des images de microscopie de poisson zèbre sont analysées pour extraire des informations numériques ou quantitatives sur les embryons et les larves. Le corps transparent de l’animal rend une grande partie de l’anatomie interne du poisson observable, même avec une simple imagerie en champ clair.
La manipulation génétique permet l’insertion de protéines fluorescentes dans le poisson zèbre vivant pour l’imagerie et l’analyse spécifiques aux tissus.
Les chercheurs en sciences de la vie analysent ensuite des images de poisson zèbre pour étudier et mesurer les changements biologiques et physiologiques qui se produisent dans différentes régions anatomiques d’un poisson vivant. Par exemple, le développement des organes et la prolifération cellulaire ou la mort en relation avec la pharmacocinétique, la toxicité, le cancer et les changements génétiques peuvent être directement observés et mesurés.
Comment l’IA peut-elle aider dans ces enquêtes ?
L’analyse des images de poisson zèbre est un goulot d’étranglement chronophage dans les études de dépistage. Alors que les images peuvent être facilement interprétables par un être humain, les algorithmes d’analyse d’image conventionnels ne détectent pas facilement le poisson ou son anatomie. Au lieu de cela, les mesures sont effectuées manuellement à l’aide d’images uniques.
IDEA Bio-Medical a appris ce défi de nos clients, nous avons donc créé un nouvel algorithme d’IA (intelligence artificielle) d’apprentissage en profondeur pour analyser automatiquement leurs images de poisson zèbre pour eux.
Le processus de formation en IA est complexe et sujet aux erreurs, nécessitant un temps et des efforts considérables que nos clients axés sur la biologie ne pourraient pas faire eux-mêmes. L’IA que nous avons développée peut désormais identifier de manière robuste des objets comme le contour du poisson zèbre et son anatomie interne qui sont clairement visibles pour nous, les humains.
Nous voulons maintenant mettre cet outil à la disposition de tous les chercheurs sur le poisson zèbre, quel que soit le microscope qu’ils utilisent.
Le logiciel d’analyse Zebrafish d’IDEA a été développé avec nos clients, pour nos clients.
Le logiciel Athena permet une analyse sans paramètre du poisson zèbre à l’aide d’images simples en champ clair, en extrayant le contour du poisson et une grande partie de son anatomie interne (sac vitellin, œil, notocorde et plus), ainsi que les régions corporelles de la tête, du tronc et de la queue. Crédit d’image : IDEA Bio-Medical Ltd.
Pourquoi avons-nous besoin d’informations sur l’anatomie du poisson zèbre pour interpréter les signaux de fluorescence ?
De nombreux processus étudiés à l’aide du poisson zèbre se déroulent ou commencent dans des organes ou des régions spécifiques du corps. Ils peuvent être marqués avec un marquage par fluorescence pour imager le tissu ou les cellules d’intérêt. Cependant, ceux-ci doivent être distingués des signaux indésirables et de l’autofluorescence.
Par exemple, dans la larve de poisson zèbre, les cellules souches hématopoïétiques (HSC) proviennent d’une zone spécifique de la queue – autrement connue sous le nom de tissu hématopoïétique caudal (CHT). Il est analogue au foie fœtal des mammifères et pertinent pour la leucémie chez l’homme. Les études portant sur la prolifération des CSH marquées au GFP doivent se concentrer spécifiquement sur la queue et ignorer les signaux fluorescents présents ailleurs, tels que les cellules circulantes et l’autofluorescence du sac vitellin.
Athena est actuellement le seul logiciel disponible qui permet un filtrage à haut contenu dans ce contexte. Il permet des comptages cellulaires automatisés exclusivement dans des parties spécifiques du poisson afin de maximiser à la fois le débit et les données extraites.
Cela contraste avec les approches courantes, telles que le seuillage d’intensité simple, qui ignore l’anatomie visible. Au lieu de cela, toute la fluorescence est rassemblée, quelle que soit son origine, produisant des données bruitées. La sélection manuelle de la queue améliorerait la qualité mais limiterait considérablement le débit réalisable.
Athena est une première du genre logiciel d’analyse d’images automatisé dédié à la microscopie du poisson zèbre. Crédit d’image : IDEA Bio-Medical Ltd.
Qu’est-ce que le logiciel d’analyse d’images Athena et comment peut-il être utilisé ?
Poisson-zèbre d’Athéna est un logiciel autonome développé et proposé par IDEA Bio-Medical pour responsabiliser tous les chercheurs sur le poisson zèbre. Il permet pour la première fois une véritable imagerie à haut contenu chez le poisson zèbre.
Athena permet une analyse sans paramètre du poisson zèbre à l’aide d’images simples en fond clair. Il détecte automatiquement les embryons et les larves de poisson zèbre jusqu’à 5 jours (dpf), en extrayant le contour du poisson et une grande partie de son anatomie interne (sac vitellin, œil, notocorde, etc.), ainsi que les régions corporelles de la tête, du tronc et de la queue. .
Pour chacun de ces objets, le logiciel mesure la morphologie (surface, longueur et forme) et peut détecter la fluorescence dans les canaux de couleur associés. L’intensité de fluorescence et la détection de points/structures dans une anatomie spécifique sont prises en charge.
Le logiciel convient à un large éventail de chercheurs et accepte plusieurs types de formats d’image en sortie de presque tous les fabricants de microscopes.
Cliquez ici pour un essai gratuit de 14 jours du logiciel Athena Zebrafish, disponible en téléchargement sur le site Web IDEA Bio-Medical.
Quels sont les avantages de cette méthode par rapport aux techniques alternatives ?
Athéna est le seul logiciel automatisé dédié à la microscopie du poisson zèbre, offrant plusieurs avantages :
- Automatisation: Il permet une mise à l’échelle expérimentale tout en éliminant les biais ou erreurs humains subjectifs et en permettant une comparaison directe des résultats entre différents laboratoires.
- Interface intuitive et conviviale : Les utilisateurs peuvent rapidement et facilement adapter Athena à leurs recherches.
- IA polyvalente et flexible : Largement applicable pour de nombreux types d’écrans impliquant des poissons zèbres, comme décrit par les clients d’Athena sur la page YouTube IDEA Bio-Medical.
- Service client avec une intégration personnalisée des nouveaux utilisateurs pour assurer le succès de nos clients.
Quelle est la licence Flexible Pay-Per-Use que vous proposez et quels sont ses avantages ?
IDEA Bio-Medical reconnaît que les licences logicielles annuelles peuvent être coûteuses, surtout si les images ne sont pas analysées de manière cohérente tout au long de l’année. Par conséquent, nous proposons Athena sur une base de paiement à l’utilisation afin que les chercheurs sur le poisson zèbre puissent adapter leur licence pour analyser les images lorsqu’ils en ont besoin.
Nous proposons trois forfaits abordables pour différents besoins de débit. Avec un prix effectif compris entre 0,15 USD et 0,29 USD par image, tout laboratoire ou chercheur Zebrafish peut utiliser Athena et améliorer ses flux de travail d’analyse.
Les licences peuvent être achetées mensuellement ou trimestriellement, selon les besoins. Cette flexibilité permet aux laboratoires d’adapter leurs licences à l’évolution de leurs projets, étudiants, demandes de subventions et autres dynamiques de la recherche universitaire.
Source : IDEA Bio-Medical Ltd.
Quel support IDEA Bio-Medical fournit-il aux utilisateurs du logiciel Athena ?
L’analyse d’images de microscopie est complexe, nécessitant des compétences et de l’expérience. En plus d’une interface logicielle intuitive, nous offrons un support client personnalisé pour permettre à tout utilisateur de tout niveau de compétence de devenir indépendant et productif avec Athena.
Chez IDEA Bio-Medical, nous sommes fiers de travailler en étroite collaboration avec nos clients et leurs besoins uniques. Les nouveaux utilisateurs peuvent recevoir une session d’intégration individuelle avec un spécialiste produit qualifié pour parcourir le logiciel en utilisant leurs propres données et assurer une première expérience fluide et positive.
Une assistance Athena supplémentaire est également disponible en contactant directement IDEA Bio-Medical.
Quelle est l’orientation future de votre logiciel Athena et qui bénéficierait de son utilisation ?
Athena est un logiciel d’analyse d’images riche en applications pour une analyse simple et rapide des images au microscope. Le package Athena complet est actuellement intégré à la plate-forme Hermes, le microscope de dépistage à haut contenu (HCS) phare d’IDEA Bio-Medical.
À l’avenir, le logiciel Athena complet, pertinent pour les images de microscopie de culture cellulaire 2D et 3D, sera proposé en tant que plate-forme autonome, permettant à tous les chercheurs en biologie d’effectuer une analyse d’image en appuyant simplement sur un bouton.
À propos du Dr Otterstrom
Le Dr Otterstrom a obtenu un baccalauréat ès arts en physique appliquée à l’Université de l’Utah. En tant que doctorat. étudiant à l’Université de Harvard, il a étudié la biophysique de la fusion membranaire médiée par la protéine hémagglutinine du virus de la grippe à l’aide de techniques de microscopie à molécule unique. Il a ensuite obtenu une bourse Marie Curie pour utiliser l’imagerie à super-résolution pour étudier les structures de conditionnement fin de la chromatine à l’Institut des sciences photoniques (ICFO) près de Barcelone, en Espagne.
En tant que scientifique d’application pour IDEA Bio-Medical, il aide les clients à adapter leurs diverses expériences et analyses à effectuer dans le cadre de la microscopie automatisée sur le produit phare de l’entreprise, le WiScan Hermes.
À propos d’IDEA Bio-Medical Ltd.
IDEA Bio-Medical a été fondée en 2007 grâce à un partenariat entre YEDA (la branche de commercialisation de l’Institut Weizmann) et IDEA Machine Development (un centre d’innovation).
La société se spécialise dans les systèmes d’imagerie automatisés et les logiciels d’analyse d’images, offrant une large gamme d’applications biologiques basées sur la bibliothèque d’algorithmes unique de la société.
Le système WiScan Hermes intègre les technologies les plus avancées actuellement disponibles dans le domaine de la vision industrielle, intégrées à des méthodologies d’ingénierie de haute fiabilité et qualité au niveau des industries des semi-conducteurs et de l’impression numérique, qui sont la spécialité de la société mère, IDEA Machine Development Conception et production Ltd.
