Новая методика изучения клеток — IACS, сортировка по изображению

Проточная цитометрия была изобретена более 50 лет назад. С тех пор этот метод получил невероятную популярность и начал использоваться везде, где требовалось физически изолировать клетки друг от друга. Но 27 августа журнал Cell опубликовал отчёт группы японских исследователей, которые представили принципиально новый способ изучать клетки — IACS, Image-Activated Cell Sorting или клеточная сортировка по изображению. 

IACS — это «умная» машина, которая сочетает в себе оптические, электрические, микрофлюидные, вычислительные и механические технологии. С помощью них система сортирует клетки не только по их общим фенотипическим профилям, но также по пространственным и морфологическим. Разработчики планируют запустить интерактивную платформу в Университете Токио, на которой все желающие смогут посмотреть, как работает новинка. 

Кейске Года, руководитель проекта, комментирует: «Мы хотим расширить возможности проточной цитометрии до получения полноценных 2D-изображений, которые помогут сортировать клетки так, как ранее считалось невозможным. Благодаря этому мы сможем задать новые фундаментальные биологические вопросы, например: как клеточная архитектура связана с физиологией на молекулярном уровне?»

Чтобы воплотить проект в жизнь, учёным пришлось отыскать баланс между скоростью и точностью нового устройства. Для этого к разработке были приглашены свыше 50 экспертов из Университета Токио, Нагойи, Киото, RIKEN, UCLA, из Университета Колумбии. Вместе Года и другие исследователи нашли способ изолировать клетки в режиме реального времени без перебоев, одновременно используя технологии глубинного обучения, чтобы получить данные в хорошем разрешении. Им потребовалось 2 года на разработку, ещё 2 года — на создание подсистем, и ещё 2 года — на то, чтобы заставить всё работать друг с другом.

IACS будет подключаться к цитометрам. Трубка с образцом расположится таким образом, чтобы исследователь мог видеть клетки, одну за одной, в микроскопе. Данные будут собираться в режиме реального времени, а машина будет решать, соответствуют ли они описанию, и нужно ли их отделять. После конца сортировки образцы будут исследованы под оптическим микроскопом для определения их чистоты.

В настоящее время прототип платформы оптимизирован для изучения отдельных клеток, однако в дальнейшем исследователи планируют модифицировать и улучшать своё изобретение.