Сосредоточение внимания на нездоровом мозге для ускорения открытия лекарств

Хотя ежегодно регистрируется 40 миллионов сотрясений мозга, не существует эффективного лечения ни от них, ни от многих других заболеваний головного мозга. В сотрудничестве с Драганом Маричем из Национального института здравоохранения, Бадри Ройзамом, профессором и кафедрой электротехники и компьютерной инженерии Хью Роем и Лилли Кранц Калленского университета и его командой работают над ускорением разработки лекарств для лечения заболеваний мозга и травм, таких как сотрясение мозга. разработка новых инструментов.

«Мы заинтересованы в картировании и профилировании нездоровой и обработанной лекарствами ткани мозга с беспрецедентной детализацией, чтобы выявить сразу несколько биологических процессов — в контексте», — сказал Ройзам о своей последней статье, опубликованной в Nature Communications . «Для этого требуется возможность записывать изображения ткани мозга с высоким разрешением, покрывающие комплексную панель молекулярных биомаркеров, в большом пространственном масштабе, например, срезы всего мозга, и автоматизированную способность генерировать количественные показания экспрессии биомаркеров для всех клеток».

В Национальном институте неврологических расстройств и инсульта Марич разработал инновационную технику визуализации, которая может быть легко реализована для широкого использования с потенциалом трансформации исследований мозга, требующих комплексного клеточного профилирования отдельных и серийных срезов ткани мозга . Лаборатория Ройзама разработала методы компьютерного анализа изображений на основе глубоких нейронных сетей. Система Roysam автоматически анализирует изображения на суперкомпьютере UH и может выявить сразу несколько процессов — травму головного мозга, действие тестируемого препарата и возможные побочные эффекты препарата.

«По сравнению с существующими методами скрининга, использующими итеративное иммуноокрашивание и компьютерный анализ, наши методы более гибкие, масштабируемые и эффективные, позволяя получать мультиплексную визуализацию и вычислительный анализ до 10-100 различных биомаркеров одновременно с использованием прямого или непрямого иммуноокрашивания IHC протоколы », — сообщает Ройзам. В новом наборе инструментов используются повторяющиеся циклы оптимизированного 10-плексного иммуноокрашивания с 10-цветной эпифлуоресцентной визуализацией для накопления высокообогащенных наборов данных изображений из отдельных срезов всего мозга, из которых реконструируются и анализируются бесшовные мозаики с коррекцией сигнала.

Это дает возможность для более быстрой разработки лекарств . «Мы представляем прямой метод, который генерирует показания для комплексной панели биомаркеров из серийных срезов всего мозга, характеризующих все основные типы клеток мозга, в масштабах от субклеточных компартментов, отдельных клеток, локальных многоклеточных ниш до областей всего мозга. от каждого ломтика «, — сказал Ройзам.