Rendre la culture cellulaire complexe facile et efficace avec l'IA

Dans cette interview, nous parlons avec Angeline Lim, PhD, scientifique principal de l'application chez Molecular Devices, du rôle de l'IA et de l'automatisation dans la découverte de médicaments modernes. Angeline explique comment les appareils moléculaires transforment l'imagerie à haut contenu et la culture cellulaire avec leurs systèmes compatibles AI, y compris le système de culture cellulaire CellXpress.ai ™, qui utilise l'apprentissage automatique pour rationaliser les flux de travail complexes et rendre les tests plus fiables et reproductibles.

Pourriez-vous vous présenter et décrire votre rôle dans les appareils moléculaires?

Je m'appelle Angeline Lim, et je suis scientifique principal de l'application chez Molecular Devices. Je suis responsable du développement et du test de nouveaux flux de travail et applications sur nos systèmes d'imagerie à haut contenu. Je travaille avec l'imagerie à haut contenu, la biologie 3D, l'analyse d'images et l'automatisation. Au cours des dernières années, nous avons commencé à explorer comment l'IA peut résoudre des problèmes d'analyse d'images complexes pour nos clients.

Molecular Devices est l'un des principaux fournisseurs mondiaux de systèmes de mesure bioanalytique à haute performance, de logiciels et de consommables pour la recherche en sciences de la vie, le développement pharmaceutique et biothérapeutique. Les plates-formes pour le dépistage à haut débit, l'analyse génomique et cellulaire, la sélection des colonies et la détection des microplates. Ces produits de pointe permettent aux scientifiques d'améliorer la productivité et l'efficacité, accélérant finalement la recherche et la découverte de nouvelles thérapies. Molecular Devices s'engage dans le développement continu de solutions innovantes pour les applications de sciences de la vie. La société a son siège social à la Silicon Valley, en Californie, avec des bureaux à travers le monde. Pour plus d'informations, veuillez visiter www.moleculardevices.com.

L'IA révolutionne tous les domaines de la recherche scientifique. Comment les appareils moléculaires utilisent-ils l'IA pour améliorer ses flux de travail et prendre en charge ses clients?

Chez Molecular Devices, nous sommes passionnés par l'équipement des chercheurs de technologie de nouvelle génération qui fait avancer la découverte scientifique. Nous reconnaissons que l'IA révolutionne la recherche biologique et que nous créons des solutions qui permettent à nos clients de tirer parti de la puissance de l'IA dans leurs propres laboratoires.

Pour l'imagerie à haut contenu spécifiquement, l'IA aide à relever les défis de l'analyse d'image complexe. Notre logiciel d'analyse d'image CARTA® utilise l'IA pour découvrir et analyser des données phénotypiques complexes. Par exemple, il dispose d'un outil de segmentation basé sur l'apprentissage en profondeur qui peut analyser des images complexes ou traditionnellement difficiles à analyser, telles que celles acquises avec une imagerie de champ brillant.

Les utilisateurs n'ont besoin d'aucune expérience de codage ou de script pour commencer avec notre logiciel d'analyse CARTA. Il est intuitif et facile à utiliser – presque comme un livre de coloriage. Vous marquez simplement les objets qui vous intéressent (un processus connu sous le nom d'annotation) pour former l'IA, puis tester le modèle. Si le modèle fonctionne bien, vous les enregistrez et l'utilisez dans votre protocole d'analyse d'image. Si ce n'est pas le cas, vous pouvez le recycler en ajoutant plus d'images annotées. C'est un processus itératif avec une supervision humaine.

Ce logiciel est également intégré à notre CellXpress.ai^TM Système de culture cellulaire automatisée.

Le système CellXpress.ai est une solution fermée et facile à utiliser pour la culture cellulaire qui permet à nos clients d'effectuer des performances simples et Protocoles de culture cellulaire complexes sans avoir besoin d'une expertise avancée dans les scripts ou l'automatisation.

En utilisant l'IA, le système CellXpress.ai permet aux utilisateurs de normaliser les processus de culture cellulaire, en remplacement des décisions précédemment subjectives par des mesures objectives qui déterminent la prochaine étape du processus de culture cellulaire, telles que le meilleur moment pour passer des organoïdes ou des cellules souches. En supprimant les évaluations subjectives qui diffèrent généralement entre les individus, le système CellXpress.ai améliore la reproductibilité des cultures cellulaires tout en permettant une entrée manuelle si nécessaire.

Avec l'automatisation vient le besoin de précision. Comment la technologie est-elle formée pour éviter les erreurs?

Un avantage clé de notre technologie est qu'il réduit les erreurs humaines. Le système a des garanties en place; Avant de commencer une expérience, le logiciel vérifie les éléments essentiels comme les médias suffisants. Si quelque chose manque, le logiciel invite l'utilisateur à combler les lacunes avant l'exécution de l'expérience. Le système vous invitera également s'il prédit qu'une erreur se produira en raison de la modification des éléments dans le processus. Le système peut également envoyer des alertes par e-mail pour informer les utilisateurs des erreurs potentielles ou simplement les informer lorsqu'une décision automatisée est prise. Le système offre une traçabilité, permettant aux utilisateurs de retrouver la source d'erreurs, de résultats inhabituels ou de contamination.

Pourriez-vous donner des exemples de workflows pour le système de culture cellulaire CellXpress.ai?

Avant le lancement, nous avons développé des protocoles préconfigurés pour faire gagner du temps aux clients sur l'optimisation, en particulier la manipulation des liquides.

Nous avons validé trois workflows principaux, dont un pour la culture IPSC, qui est notoirement à la maintenance et nécessite des changements de médias quotidiens. Les protocoles de ces flux de travail sont optimisés pour garantir que les éléments critiques, tels que les modifications des médias et le passage, se produisent automatiquement. En réduisant cette charge de travail manuelle, les scientifiques n'ont pas à entrer dans le laboratoire le week-end pour maintenir leurs cultures cellulaires.

Un autre workflow utilise des sphéroïdes, où nous avons affiné l'échange de médias pour éviter d'endommager ou de perdre des sphéroïdes. Enfin, le troisième était destiné aux organes intestinaux, où nous avons effectué l'ensemble du processus de la culture cellulaire 3D de l'ensemencement et de l'alimentation en passant. L'utilisation de l'IA et de l'automatisation relève ici des défis de reproductibilité clés au sein de la biologie 3D.

Quel impact voyez-vous le système de culture cellulaire CellXpress.ai ayant des chercheurs?

Je pense que cela changera leur vie. J'ai parlé à des scientifiques qui souhaitaient avoir accès à ce système lorsqu'ils étaient à l'école supérieure. Ils peuvent toujours terminer leur travail, mais récupérer leurs week-ends tout en se concentrant davantage sur leur science plutôt que sur les tâches manuelles nécessaires mais banales.

L'automatisation et l'IA sont cruciales dans la découverte de médicaments à un stade précoce. Que espérez-vous que vos clients pourront réaliser?

J'espère qu'ils obtiennent des réponses plus rapidement.

En prenant tôt les échecs de médicaments, les chercheurs peuvent économiser beaucoup de temps et d'argent. L'utilisation de l'automatisation et de l'IA avec des modèles cellulaires avancés aide à mieux prédire quels composés fonctionneront, nous n'avons donc pas à compter autant sur des modèles animaux coûteux. De cette façon, moins de médicaments échouent lors des tests cliniques, ce qui rend le processus de développement plus lisse et plus efficace.

À propos de Angeline Lim

Le Dr Angeline Lim est un scientifique des applications Sr. chez Molecular Devices, où elle est spécialisée dans l'automatisation, l'imagerie à haut contenu et l'analyse. Elle travaille principalement dans le développement de workflows de biologie 3D automatisés et exploite l'IA pour dériver des lectures exploitables à partir de tests phénotypiques complexes. Elle fournit un support scientifique pour le portefeuille de systèmes d'imagerie à haut contenu de l'entreprise et leurs applications dans le profilage phénotypique à haut débit et les modèles 3D en biologie. Le Dr Lim a plusieurs brevets pour son travail dans l'automobilemation de la culture cellulaire 3D et a été publié dans diverses publications scientifiques. En plus de son travail chez Molecular Devices, elle est un membre actif du conseil d'administration de SBI2 et dirige l'un des cours éducatifs de SLAS. Le Dr Lim a plus de 10 ans d'expérience en recherche et est titulaire d'un doctorat en biologie moléculaire et biologie du développement de l'Université de Californie à Santa Cruz.