Schnelle Einrichtung von Gewebe-Microarrays und Tiled-Area-Imaging auf dem Multiplex-Ionenstrahl-Bildgebungsmikroskop über die Kachel-/SED-/Array-Schnittstelle
15. September 2023
Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) wird häufig verwendet, um Gewebe-Microarrays und gekachelte, zusammenhängende Gewebebereiche abzubilden, aber die derzeitige Software für die Einrichtung dieser Experimente ist umständlich. Die Kachel-/SED-/Array-Schnittstelle ist ein intuitives, interaktives grafisches Tool, das entwickelt wurde, um die Einrichtung von MIBI-Läufen drastisch zu vereinfachen und zu beschleunigen.
Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) ist eine Technik zur Abbildung der Proteinexpression in histologischen Geweben über Dutzende von Proteinen gleichzeitig. Mit MIBI können Forscher Zellen in ihrer natürlichen Gewebeumgebung identifizieren, lokalisieren und charakterisieren. Ein wesentlicher Engpass beim Betrieb von MIBI-Instrumenten ist die Einrichtung von Sichtfeldern (FOVs) für die Bildgebung.
Die Sichtfelder sind 200 x 200 Mikrometer bis 800 x 800 Mikrometer groß und liegen zwischen 200 und 800 Mikrometern auf dem Objektträger, die vom Benutzer so positioniert werden, dass sie die interessierenden Gewebebereiche abdecken. Die Positionierung von FOVs für große zusammenhängende Gewebebereiche und große Gewebe-Microarrays ist über die Schnittstelle des Herstellers unhandlich. Wir haben die Kachel-/SED-/Array-Schnittstelle entwickelt, um Benutzern zu helfen, eine große Anzahl von FOVs mithilfe einer intuitiven, interaktiven grafischen Oberfläche schnell zu positionieren.
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Übersicht
Diese Studie beschäftigt sich mit der Herausforderung, Bildgebungs-Felder (FOVs) in der multiplexierten Ionenstrahl-Bildgebung (MIBI) für Gewebemikroarrays und zusammenhängende Gewebebereiche einzurichten. Die Forschung stellt ein intuitives grafisches Werkzeug namens gekachelte SED-Array-Schnittstelle vor, das den Einrichtungsprozess für MIBI-Läufe erheblich vereinfacht und beschleunigt.
Wesentliche Studienkomponenten
Forschungsbereich
- Mehrfach-Ionenstrahlabbildung (MIBI)
- Gewebemikroarrays
- Optimierung der Bildgebungseinrichtung
Hintergrund
- Verständnis der Proteinexpression in histologischem Gewebe
- Erfordernis einer effektiven Positionierung der Bildfelder (FOVs) zur Bildgebung
- Herausforderungen bestehender Schnittstellen für MIBI
Verwendete Methoden
- Entwicklung der gekachelten SED-Array-Schnittstelle (TSAI)
- Grafische Benutzeroberfläche zur Positionierung von FOVs
- Webbasierte Werkzeuge zur Koregistrierung und Bildbearbeitung
Hauptergebnisse
- Verbesserte Effizienz bei der Einrichtung von FOVs für die Gewebeabbildung
- Verringerung von Bedienfehlern während der Bildaufnahme
- Verbesserte Visualisierung histologischen Gewebes
Schlussfolgerungen
- Die Studie demonstriert einen neuartigen Ansatz zur Optimierung der MIBI-Laufkonfiguration
- Sie unterstreicht die Bedeutung intuitiver Werkzeuge für die Weiterentwicklung der biologischen Bildgebungsforschung
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Die effiziente Einrichtung von Blickfeldern für die multiplexierte Ionenstrahlbildgebung (MIBI) ist entscheidend für die Hochdurchsatz-Analyse von Gewebemikroarrays und die räumliche Proteomik in der entdeckungsorientierten biopharmazeutischen Forschung und Entwicklung. Die Tile/SED/Array-Schnittstelle (TSAI) ermöglicht eine schnelle, reproduzierbare und skalierbare Auswahl der Bildgebungsregionen und behebt damit Engpässe in Workflows für die großflächige Gewebeprofilierung. Diese Fähigkeit erhöht die Vorhersagesicherheit und den operationellen Durchsatz an entscheidenden Schnittstellen in translationalen und präklinischen Forschungspipelines.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Beschleunigt die räumliche Kartierung der Proteinexpression zur hypothesengetriebenen Zielvalidierung.
- Ermöglicht die systematische Untersuchung der Geweearchitektur und zellulären Phänotypen in situ.
- Unterstützt die biologische Ent风险ierung, indem die Auswahl von Regionen über große Gewebekohorten hinweg standardisiert wird.
Screening und Assay-Entwicklung
- Erstellt validierte Gewebemikroarrays und zusammenhängende Regionen für nachgeschaltete multiplexe Bildgebungsassays.
- Verbessert die Reproduzierbarkeit und Standardisierung der Bildgebungseinrichtung und verringert die vom Anwender abhängige Variabilität.
- Erleichtert die skalierbare, inhaltsreiche Durchmusterung von Gewebeproben zur Entdeckung von Biomarkern.
Translationale und präklinische Forschung
- Ermöglicht die Zuordnung räumlicher proteomischer Daten zu krankheitsrelevanten Gewebemodellen.
- Unterstützt die Kontinuität von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem eine konsistente Auswahl der Bildgebungsregionen sichergestellt wird.
- Verringert das Risiko einer Stichprobenverzerrung in translationalen Biomarker-Studien.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die TSAI-Positionierung des Imaging-Setups stellt einen reproduzierbaren, skalierbaren und benutzerfreundlichen Schritt von der frühen Entdeckung bis hin zur Leitstrukturfeststellung und präklinischen Forschung dar.
- Entdeckungsbasierte Biologie: Vereinfacht die Hypothesenprüfung und die räumliche Pfadanalyse, indem eine präzise Platzierung des Bildfelds ermöglicht wird.
- Screening: Standardisiert den Assayaufbau für die Hochdurchsatz-Bildgebung von Gewebemikroarrays.
- Analytik: Liefert quantitative, räumlich aufgelöste Ergebnisse für eine robuste Vergleichbarkeit von Bedingungen.
- Translationale Forschung: Stellt die Kontinuität der Bildgebungsregionen über verschiedene Krankheitsmodelle und Biomarker-Studien hinweg sicher.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Bietet eine browserbasierte, installationsfreie Schnittstelle, die an verschiedene Projekte und Teams angepasst werden kann.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Erhöht die Vorhersagesicherheit und verringert mechanistische Mehrdeutigkeiten in gewebebasierten Studien.
- Operationaler Wert: Ermöglicht eine schnelle, standardisierte und reproduzierbare Einrichtung der Bildgebung für großangelegte Experimente.
- Strategischer Wert: Ermöglicht bessere Go/No-Go-Entscheidungen und eine effizientere Kapitalnutzung, indem Einrichtungsengpässe minimiert werden.
- Portfolio-Wirkung: Unterstützt die risikoadjustierte Priorisierung und Weiterentwicklung von Programmen zur räumlichen Biologie.
Durchführungsaspekte
- Erfordert Vertrautheit mit MIBI-Instrumentierung und digitalen Bildgebungs-Workflows.
- Benötigt Zugang zu kompatiblen Webbrowsern und digitalen Gewebebilddateien (png, json).
- Setzt eine standardisierte, übergreifende Auswahl der Bildfelder (FOV) zur Reproduzierbarkeit voraus.
- Wenig technische Hürden bei der Anpassung an verschiedene Gewebetypen und Array-Formate.
- Hängt von der Qualität der Koregistrierung und der Ausrichtung der SED-Bilder für optimale Ergebnisse ab.
