Los investigadores han desarrollado una nueva plataforma impulsada por IA que puede analizar cómo los patógenos infectan nuestras células con la precisión de un biólogo capacitado.
La plataforma, HRMAn 'Herman', que significa Respuesta de host al análisis de microbios, es de código abierto, fácil de usar y puede adaptarse a diferentes patógenos, incluidos Salmonella enterica .
Iniciado por científicos del Instituto Francis Crick y UCL, HRMAn utiliza redes neuronales profundas para analizar patrones complejos en imágenes de interacciones de células patógenas y humanas 'huésped', sacando las mismas características detalladas que los científicos hacen a mano.la investigación se publica en la revista de acceso abierto eLife que incluye un enlace para descargar la plataforma y acceder a videos tutoriales.
"Lo que solía ser una tarea manual y que consume mucho tiempo para los biólogos ahora nos lleva unos minutos en una computadora, lo que nos permite aprender más sobre los patógenos infecciosos y cómo nuestros cuerpos responden a ellos, de manera más rápida y precisa".dice Eva Frickel, Líder de Grupo en Crick, quien dirigió el proyecto. "HRMAn en realidad puede ver interacciones huésped-patógeno como un biólogo, pero a diferencia de nosotros, ¡no se cansa y necesita dormir!"
Para demostrar el poder de HRMAn, que se ejecuta en la plataforma KNIME, el equipo lo utilizó para analizar la respuesta del cuerpo a Toxoplasma gondii, un parásito que se replica en los gatos y se cree que es transportado por más de un tercio de lospoblación mundial.
Investigadores en la instalación de Crick's High Throughput Screening recolectaron más de 30,000 imágenes de microscopio de cinco tipos diferentes de células humanas infectadas con Toxoplasma y las cargaron en HRMAn para su análisis. HRMAn detectó y analizó más de 175,000 compartimentos celulares que contienen patógenos, proporcionando información detallada sobre elnúmero de parásitos por célula, la ubicación de los parásitos dentro de las células y cuántas proteínas celulares interactuaron con los parásitos, entre otras variables.
"Los intentos previos de automatizar el análisis de imágenes de patógenos del huésped no lograron capturar este nivel de detalle", dice Artur Yakimovich, investigador asociado en el laboratorio de Jason Mercer en el MRC LMCB en UCL y primer autor del estudio ". Utilizando el mismoHemos creado una plataforma que aumenta la precisión del análisis de datos biológicos de alto volumen, que ha revolucionado lo que podemos hacer en el laboratorio. Los algoritmos de IA son útiles cuando la plataforma evalúa la imagen.basado en datos de la manera en que lo haría un especialista capacitado. También es realmente fácil de usar, incluso para científicos con poco o ningún conocimiento de codificación ".
El equipo también usó HRMAn para analizar Salmonella enterica - un patógeno bacteriano 16 veces más pequeño que Toxoplasma, lo que demuestra su versatilidad para estudiar diferentes patógenos.
"Nuestro equipo utiliza HRMAn para responder preguntas específicas sobre las interacciones entre el huésped y el patógeno, pero también tiene implicaciones de gran alcance fuera del campo", dice Daniel Fisch, estudiante de doctorado de Crick y coautor del estudio "HRMAn puede analizarcualquier imagen de fluorescencia, lo que la hace relevante para muchas áreas diferentes de la biología, incluida la investigación del cáncer "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por El Instituto Francis Crick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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