WikiDer > Целломика

Пример интерфейса программы целломики.

Целломика это дисциплина количественного клеточного анализа с использованием методов биоимиджинга и информатики с рабочим процессом, включающим три основных компонента: получение изображения, анализ изображений, и визуализация данных и менеджмент. Эти процессы обычно автоматизированы. Все три компонента зависят от сложного программного обеспечения для сбора качественных и количественных данных, а также управления изображениями и данными соответственно. Целломика также является товарным знаком,^[1][2] который часто используется как синоним анализ высокого содержания (HCA) или же высококонтактный скрининг (HCS), но целломика выходит за рамки HCA / HCS за счет включения сложных инструменты информатики.

История

Первопроходцем в области HCS и целломики стала некогда частная компания Cellomics Inc., которая коммерциализировала инструменты, программное обеспечение и реагенты для облегчения изучения клеток в культуре, а точнее их реакции на потенциально терапевтические молекулы, подобные лекарствам. В 2005 году Cellomics была приобретена Fisher Scientific International, Inc.,^[3] теперь Thermo Fisher Scientific, которая продолжает разработку продуктов, ориентированных на целломику, под своим Линия продуктов для анализа высокого содержания Thermo Scientific ™.

Приложения

Как и многие другие -omics, например, геномика и протеомика, приложения со временем становились все глубже и шире. В настоящее время существует более 40 различных областей применения, в которых используется целломика, включая анализ трехмерных моделей клеток, ангиогенези клеточная сигнализация. Первоначально целломика использовалась в качестве инструмента для скрининга в фармацевтической промышленности, а теперь распространилась на научные круги, чтобы лучше понять функцию клетки в контексте клетки.^[4] Целломика используется как в академических, так и в промышленных исследованиях биологических наук в таких областях, как исследования рака, нейробиологические исследования, открытие лекарств, безопасность потребительских товаров и токсикология; однако есть гораздо больше областей, для которых целломика может обеспечить гораздо более глубокое понимание клеточной функции.

Анализ изображений

С помощью HCA в основе целломики сочетаются гибкость флуоресцентной микроскопии, автоматизация и возможности планшет-ридера, а также многопараметрический анализ проточной цитометрии для извлечения данных из отдельных клеток или из популяции клеток.^[5]

Как только изображение получено с использованием высокотехнологичного оборудования, данные о ячейках извлекаются из этого изображения с помощью программного обеспечения для анализа изображений. Данные отдельных ячеек или данные о населении могут представлять интерес, но для обоих выполняется последовательность шагов с различной степенью взаимодействия с пользователем в зависимости от используемого приложения и программного обеспечения. Первым шагом является сегментирование ячеек на изображении, которое предоставляет программным алгоритмам информацию, необходимую для последующей обработки измерений отдельных ячеек. Затем пользователь должен определить интересующие области на основе множества параметров, то есть области, которую пользователь хочет измерить. После определения интересующей области производятся измерения. Измерения, часто называемые функциями, продиктованы типом данных, требуемых от образца. Все эти этапы выполняются множеством математических алгоритмов, и каждый программный пакет для анализа изображений обеспечивает собственный уровень открытости для используемых математических алгоритмов.

Управление данными

При проведении целломических исследований необходимо управлять большим количеством изображений и данных. Объемы данных и изображений могут быстро варьироваться от 11 МБ до 1 ТБ менее чем за год, поэтому целломика использует возможности информатики для сбора, организации и архивирования всей этой информации. Безопасный и эффективный анализ данных требует, чтобы связанные метаданные были захвачены и интегрированы в модель управления данными.^[6] Из-за критического характера управления данными целломики, проведение исследований в области целломики часто требует межведомственного сотрудничества между информационными технологиями и исследовательской группой в области биологических наук, возглавляющей исследование.

Рекомендации