Dans cette interview, NewsMedical parle avec le Dr Jason Otterstrom des avantages et des défis de l’utilisation du poisson zèbre comme modèle émergent pour la recherche en sciences de la vie. Nous discutons de la façon dont de nouvelles approches automatisées pour l’analyse d’images microscopiques d’échantillons de poisson zèbre permettent de nouvelles connaissances, jamais réalisables auparavant. En particulier, ils se concentrent sur un logiciel d’analyse automatisé alimenté par l’IA, Athéna. Cette nouveauté supprime le goulot d’étranglement de la quantification manuelle et est sur le point d’augmenter le taux de découverte à des niveaux auparavant irréalisables. Athéna est maintenant disponible en téléchargement sur une nouvelle base de paiement à l’utilisation.
Sommaire
Pourriez-vous s’il vous plaît nous donner un aperçu des raisons pour lesquelles les poissons zèbres sont des modèles populaires à des fins de recherche ?
Le poisson zèbre est un système modèle émergent prometteur et passionnant pour effectuer des recherches biomédicales dans les sciences de la vie. Ils présentent un certain nombre d’avantages par rapport aux modèles de souris existants, tels que des temps de reproduction très rapides et un élevage plus économique. De plus, un débit expérimental plus élevé est possible en raison de leur temps de reproduction court.
De plus, leur séquence génétique présente une similitude d’environ 70% avec les humains, ce qui les rend génétiquement pertinents, tout en se prêtant également à la manipulation génétique pour l’introduction de protéines fluorescentes en tant que mécanisme rapporteur.
La taille du poisson zèbre est également un avantage important. Les poissons zèbres forment de très petits embryons et larves, donc dans leurs jeunes stades, ils sont transparents, ce qui les rend très sensibles à la microscopie.
Même avec l’imagerie en champ clair, le poisson est clairement observable. L’anatomie interne détaillée peut être vue avec les fonctions biologiques qui se produisent dans un système vivant à plusieurs organes, ce qui est avantageux pour la pharmacocinétique, les études de toxicité et les knockouts génétiques.
Il y a aussi l’avantage de la fluorescence donnant une lecture à contraste élevé qui est très binaire. Je crois qu’il y a de nombreux avantages qui vont pousser le poisson zèbre dans de nouveaux domaines au cours de la prochaine décennie.
Crédit image : IDEA Bio-Medical
À quels défis les chercheurs sont-ils confrontés en utilisant des modèles de poisson zèbre ?
Avec tout le potentiel passionnant que représente le poisson zèbre pour l’avenir de la recherche en sciences de la vie, il existe plusieurs défis lors de leur application en tant que système modèle pour la microscopie. Bien que leur transparence soit un avantage et qu’ils puissent être imagés sur de nombreux types de microscopes, les placer dans la bonne orientation est un défi de taille. En effet, selon leur orientation, vous pouvez mieux voir certaines de leurs anatomies internes, ou elles peuvent devenir obscurcies et inobservables, à la fois en fond clair et en fluorescence.
De nombreux chercheurs ont du mal à orienter les poissons pour voir l’anatomie qui les intéresse avec la plus grande fidélité.
Il existe différentes approches pour résoudre ce problème; certains impliquent des plaques d’alignement spécialisées, d’autres impliquent des gels d’agarose – mais aucun ne répond pleinement aux besoins de débit. De telles approches nécessitent beaucoup d’interventions manuelles, ce qui contribue à la difficulté de surmonter ce défi.
Un autre défi est, une fois les images acquises, d’en extraire des données significatives. Les images elles-mêmes pour un humain sont facilement interprétables ; le poisson et ses organes peuvent être vus, mais un ordinateur ne l’enregistre pas toujours.
Jusqu’à présent, beaucoup s’appuyaient sur ImageJ et d’autres types de logiciels programmables pour identifier manuellement les zones d’intérêt ou simplement regarder le canal de fluorescence et ignorer le contexte anatomique pour obtenir des lectures de fluorescence simplistes. Par conséquent, les informations significatives provenant d’une anatomie ignorée ne sont pas prises en compte.
Pourriez-vous expliquer comment IDEA Bio-Medical est en mesure d’offrir des solutions potentielles à ces défis ?
IDEA Bio-Medical est spécialisé dans les solutions d’automatisation pour l’acquisition et l’analyse d’images. Notre plateforme Hermes, qui comprend le microscope Hermes et le logiciel Athena qui l’accompagne, a été citée dans plus d’une centaine de revues scientifiques soutenant la recherche à fort impact dans le monde. En tant que petite entreprise, nous travaillons en étroite collaboration avec nos clients et, à travers eux, avons reconnu le besoin d’analyse d’images chez le poisson zèbre.
Chez IDEA Bio-Medical, nous venons d’un milieu de dépistage à haut contenu où tout est automatisé. Nous avons plus d’une décennie d’expérience permettant aux chercheurs en sciences de la vie d’automatiser leurs recherches en microscopie dans l’acquisition et l’analyse d’images.
IDEA Bio-Medical à la conférence annuelle Zebrafish Disease Models (ZDM). Crédit image : IDEA Bio-Medical
Pourriez-vous nous parler de la relation que vous entretenez avec vos clients et comment IDEA Bio-Medical les aide à soutenir tout changement dans leur recherche ?
En tant que petite entreprise, nous aimons travailler en étroite collaboration avec nos clients et grâce à eux, nous avons réalisé le défi auquel les chercheurs sur le poisson zèbre sont confrontés dans leur analyse d’images. En collaboration avec nos clients, nous avons développé un nouvel algorithme basé sur l’apprentissage en profondeur pour identifier le poisson et son anatomie interne dans des images en fond clair, une exigence d’acquisition d’images totalement sans étiquette.
De cette analyse d’image, nous sommes en mesure d’extraire le contour du poisson et toute l’anatomie interne. Nous extrayons ensuite des informations quantitatives sur la morphologie du poisson et son anatomie interne, en utilisant également ces informations pour étudier le signal fluorescent qui peut être présent. L’étude de la localisation spécifique de la fluorescence dans l’anatomie du poisson zèbre est ainsi possible. En fin de compte, nous permettons vrai imagerie à haut contenu chez le poisson zèbre pour la première fois.
Dans quelle mesure le logiciel Athena est-il accessible à l’ensemble des chercheurs, ont-ils besoin d’un accès exclusif à la plateforme Hermes ?
Nous mettons maintenant le logiciel à la disposition des chercheurs qui utilisent n’importe quel microscope, qu’il s’agisse d’un stéréomicroscope droit ou inversé, et peu importe le nombre d’images qu’ils peuvent avoir besoin d’analyser, que ce soit une douzaine ou des centaines par semaine. C’est quelque chose que nous sommes très fiers de publier pour soutenir la communauté des poissons zèbres.
Jusqu’à présent, ce progiciel ne faisait partie que de notre plate-forme Hermès. Pourtant, nous le déplaçons pour devenir un produit autonome pour soutenir tous les chercheurs sur le poisson zèbre. Nous sommes en mesure d’accepter les images de tous les types de microscopes, de les analyser et nous avons la capacité d’accepter les formats d’image de tous les types de microscopes, qu’il s’agisse d’images TIFF open source ou de formats d’image propriétaires.
Les images peuvent être acquises sur des microscopes droits, des microscopes inversés ou des stéréomicroscopes. De cette façon, nous espérons soutenir les chercheurs qui ont besoin d’analyser quelques dizaines d’images de poisson zèbre par semaine, voire des centaines par semaine. Il n’y a pas de limite de débit et en identifiant tout cela, nous espérons permettre aux chercheurs sur le poisson zèbre d’extraire davantage de leurs données.
Jason Otterstrom – IDÉE biomédicale @ ZDM15
À propos de Jason Otterström
Dr Jason Otterstrom possède une expérience diversifiée en biophysique, notamment en microscopie, en conception optique, en analyse d’images et en étiquetage d’échantillons. Son expertise consiste à adapter des tests biologiques pour tirer parti de l’utilisation de méthodes de microscopie automatisées. Il a obtenu un baccalauréat ès arts en physique appliquée à l’Université de l’Utah. Après avoir obtenu son doctorat en Biophysique & Microscopie à l’Université de Harvard, il a ensuite obtenu une bourse Marie Curie pour utiliser l’imagerie à super résolution à l’Institut des sciences photoniques (ICFO) près de Barcelone, en Espagne.
En tant que responsable du développement commercial pour IDEA Bio-Medical, Jason 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 est une société spécialisée dans la microscopie automatisée et l’analyse d’images pour les chercheurs en sciences de la vie. Elle a été fondée en 2007 grâce à un partenariat entre YEDA (la branche de commercialisation de l’Institut Weizmann) et IDEA Machine Development Design and Production Ltd (un centre d’innovation). Les produits d’IDEA, le système d’imagerie Hermes et le logiciel d’analyse d’images Athena, ont contribué à plus de 100 publications scientifiques dans des magazines à comité de lecture, soutenant à l’échelle mondiale une science à fort impact.
IDEA Bio-Medical se concentre actuellement sur l’autonomisation des chercheurs sur le poisson zèbreen particulier, pour leur fournir une solution fiable et robuste pour l’analyse automatisée et impartiale des images Zebrafish en appliquant les connaissances et l’expertise de l’entreprise.
À cette fin, IDEA a développé un roman logiciel d’analyse d’images basé sur l’apprentissage en profondeur pour in-vivo expériences sur le poisson zèbre. Le logiciel détecte automatiquement le contour du poisson zèbre et ses organes internes en fond clair sans aucune intervention de l’utilisateur. L’anatomie identifiée est couplée à des canaux de fluorescence pour permettre une étude spécifique à l’anatomie des changements de fluorescence. Il s’agit d’un système abordable et convivial conçu spécifiquement pour une analyse fiable et automatisée basée sur l’image du poisson zèbre.
Les logiciels est disponible en tant que produit autonome et accepte les images de microscopie dans plusieurs formats d’image, y compris les formats propriétaires. Il convient aux chercheurs qui n’imagent et n’analysent qu’une poignée de poissons par semaine, ainsi qu’aux chercheurs qui imagent des centaines et des milliers de poissons dans des plaques multipuits pour des écrans à grande échelle. IDEA Bio-Medical offre un nouveau modèle de paiement à l’utilisation pour accéder au logiciel afin de permettre un accès flexible. Ainsi, tous les chercheurs utilisant des microscopes manuels ou des systèmes automatisés d’autres fournisseurs peuvent facilement utiliser le logiciel Zfish d’IDEA pour extraire des informations quantitatives et significatives de leurs images Zebrafish lorsqu’ils en ont besoin.
Contactez IDEA Bio-Medical sur le formulaire de contact de notre site Web, et plus d’informations peuvent être trouvées sur la page du produit du logiciel d’analyse du poisson zèbre.
