בראיון זה, דן שיפר, מנהל מדעי ב-DeNovix, דן כיצד דרישת לקוחות היוו השראה לפיתוח יישומי CellDrop מיוחדים להפטוציטים ואורגנואידים.
האם תוכל להתחיל ולתת לנו סקירה כללית של מונה התאים האוטומטי של CellDrop ומה נתן השראה ל-DeNovix לפתח יישומים מיוחדים להפטוציטים ואורגנואידים?
ההשראה הייתה הלקוחות שלנו שכל הזמן ביקשו את היישומים האלה. ספירת הפטוציטים הייתה אחת הבקשות הראשונות שקיבלנו עוד לפני שה-CellDrop שוחרר והצגנו יחידות בטא למעבדות לקבלת משוב. ניתוח אורגנואידים התבקש גם על ידי מספר עצום של לקוחות לפני כמה שנים והביקוש ממש לא האט.
הפטוציטים ואורגנואידים ידועים לשמצה מסובך לספור במדויק. מה הופך את סוגי התאים הללו למאתגרים במיוחד עבור שיטות ספירה מסורתיות?
אלגוריתמים מסורתיים של ספירת תאים אוטומטיים מחפשים אובייקטים בהירים או כהים שהם קטנים ועגולים ומכתימים באופן שווה על הרקע. אלגוריתמים אלה מסתדרים מצוין עם תאי תרבית רקמה או סוגים רבים של תאים ראשוניים, במיוחד כאשר משתמשים בפלורסנטיות. לעומת זאת, הפטוציטים ואורגנואידים מעוצבים בצורה לא סדירה עם מבנים פנימיים רבים ונוטים לגדל בסביבות מורכבות עם חפצים רבים אחרים, כגון פסולת או סוגי תאים אחרים. מכיוון שלדגימות אלו יש מבנה פנימי רב או, במקרה של אורגנואידים, עשרות רבות או מאות תאים לכל חפץ, קשה להגיע לצביעת אחיזה. גורמים אלה משתלבים כדי להפוך את סוגי הדגימות הללו לכמעט בלתי אפשרי לספור במדויק באמצעות אלגוריתמים מסורתיים של ספירת תאים.
הפטוציטים נוצרים תמונה ממונה התאים האוטומטי של CellDrop FLi.
תמונה אורגנואידים נוצרת ממונה התאים האוטומטי של CellDrop FLi.
במה שונה גישת למידת המכונה מאחורי האלגוריתמים של CellDrop מטכניקות ניתוח תמונה קונבנציונליות יותר לספירת תאים?
מודלים של למידת מכונה מאומנים לספור אובייקטים בעלי עניין, בין אם זה הפטוציטים, אורגנואידים או סוג אחר של תא בדגימה, כפי שמדען בעל ניסיון רב שנים יספור אותם. בכל מקרה, השתמשנו במאות תמונות עם עשרות אלפי אובייקטים שונים. הקצינו כל אובייקט למחלקה מסוימת, למשל, אורגנואיד, תא מנותק או חלקיק פסולת. לאחר מכן אימנו את האלגוריתם על מערך הנתונים הזה ובדקנו אותו עם סוגים שונים של דגימות טריות. חידדנו עוד יותר את האלגוריתם עד שהוא נתן את אותן תוצאות כמו המדענים המאומנים שלנו עבור סוג המדגם שהוא ניסה לספור. זהו תהליך עתיר עבודה, אך אין להכחיש את התוצאות עבור סוגי דגימות מסובכות.
האם תוכל לתאר כיצד הוכשר אלגוריתם ספירת ההפטוציטים, כולל אילו מערכי נתונים או תהליכי אימות היו מעורבים כדי להבטיח דיוק?
השתמשנו במגוון רחב של חומרי מקור כדי לאמן את האלגוריתמים. הפטוציטים ממגוון מינים שימשו, כולל רקמות מבודדות טריות והפטוציטים שהופשרו. בנוסף למומחיות משמעותית בצוות היישומים שלנו, עבדנו עם ספקים מובילים בתעשייה של הפטוציטים ומעבדות מחקר שעזרו לאמן אותנו לספור הפטוציטים כפי שהם יספרו אותם. מעבדות אלו הצליחו לאמת בהצלחה את ביצועי האלגוריתם המוגמר במעבדות שלהן במגוון דוגמאות.
אורגנואידים יכולים להשתנות באופן משמעותי בגודל, צורה ומבנה. איך התאמת את האלגוריתם שלך כדי לתת את הדעת לשונות הזו תוך שמירה על ספירות מהימנות?
כמו עם הפטוציטים, מצאנו כמה שותפים מצוינים שיעזרו לנו לייצר אורגנואידים וגידולים ולכוון אותנו בספירתם כפי שהם היו עושים. הם עזרו להכשיר את הצוות שלנו על הפרמטרים החשובים ביותר בעת ספירת הדגימות הללו והנחו אותנו על מדדי האיכות שכללנו בתוכנה.
אילו יתרונות ראית שלקוחות מרוויחים מהספירה האוטומטית של סוגי תאים מורכבים אלה מבחינת איכות הנתונים ויעילות זרימת העבודה?
כאשר לקוח סופר דגימה באופן ידני, כפי שהיה צריך לעשות בעבר עבור דגימת אורגנואיד או דגימת כבד, באופן טבעי ישנה שונות מאדם לאדם או ממעבדה למעבדה באופן שבו אותן דגימות נספרים. היתרון הגדול של אוטומציה של תהליך זה הוא שאתה יכול לדמיין תרחיש עם שתי מעבדות משתפות פעולה, כל אחת עם 10 אנשים, סופרות את אותן דגימות עם שונות קלה. הכנס אוטומציה, ועכשיו יש לך 20 אנשים שסופרים את הדגימות באותה שיטה.
אלגוריתמי ספירה אוטומטיים יכולים גם לתת מידע QC על הדגימה, כגון כמה פסולת קיימת או הקוטר הממוצע של התאים, שספירת תאים ידנית לא הייתה לוכדת בקלות. עבור סביבות מוסדרות, הוספת כלים כגון IQOQ או תוכנה מוכנה 21 CFR pt 11 גם מקלה בהרבה על התאימות.
האם ישנן מגבלות או מקרי קצה שהצוות שלך נאלץ להתגבר בהן האלגוריתמים התקשו בתחילה, וכיצד טיפלת בהם?
מעולם לא עבדתי על פרויקט ללא אתגרים בלתי צפויים. טבעה של הביולוגיה הוא שתמיד יש יוצאים מן הכלל, ואלו יצטרכו להיות מובנים ולטפל בהם בצורה הטובה ביותר עבור הלקוח. לצוות היישומים שלנו יש ניסיון עשיר בתחום זה והוא מיומן בסיוע ללקוחותינו לייעל את ההגדרה שלהם.
במבט קדימה, האם אתה רואה הזדמנויות להרחיב ספירה מבוססת למידת מכונה לסוגי תאים מיוחדים או קשים למדידה אחרים?
ובכן, אני לא יכול לתת יותר מדי כאן, אבל נניח שאנחנו מתכננים להמשיך להשתמש בטכנולוגיית למידת המכונה שלנו כדי לתת מענה לצרכים של הלקוחות שלנו שיש להם ספירת תאים קשה או אתגרי QC קשורים בתהליכי העבודה שלהם.
לבסוף, אם היית צריך לסכם את היתרון המרכזי של השימוש ב-CellDrop לספירת הפטוציטים ואורגנואידים במשפט אחד בלבד, מה זה היה?
ה-CellDrop מאפשר סטנדרטיזציה מהירה, מדויקת וניתנת לשחזור של ספירת הפטוציטים ואורגנואידים בכל מעבדה המשתמשת בסוגי דגימות אלה מבלי להידרש לשקופיות פלסטיק חד פעמיות.
ביטול עלויות | אוטומציה של ספירת תאים
על דן שיפר
דן שיפר הוא מנהל מדעי ב-DeNovix ומדען הפיתוח המוביל של CellDrop. לפני שהצטרף ל-DeNovix, דן היה סטודנט ו
חוקר בביולוגיה של תאים ומולקולרית באוניברסיטת וילאנובה ובאוניברסיטת פנסילבניה.
אודות DeNovix Inc.
מוצרים עטורי פרסים למדעי החיים
מוצרים זוכי פרסים רבים של DeNovix כוללים את ה-Reviewers' Choice Life Science Product of the Year ואת חותמת הפלטינום שקיבלו – DS-11 Series Spectrophotometer / Fluorometer ו- CellDrop™ מונה תאים אוטומטי. CellDrop הוא המכשיר הראשון מסוגו לספור תאים ללא שקופיות. מכשירים רבי עוצמה אלה משלבים את טכנולוגיית DeNovix המוגנת בפטנט עם תוכנה קלה לשימוש שתוכננה על ידי מדעני חיים עבור מדעני חיים.
חוקרים מדווחים שהם אוהבים את הביצועים המובילים בתעשייה, הפעולה דמוית הטלפון החכם והקישוריות הגמישה של המכשירים. כאשר יש צורך בתמיכה, צוות DeNovix כאן כדי לעזור. DeNovix קיבלה את שירות הלקוחות היוקרתי של השנה במדעי החיים בהתבסס על ביקורות בלתי תלויות שפורסמו על ידי מדענים ברחבי העולם!
CellDrop: מוצר מעבדה בר קיימא של השנה
מונה התאים האוטומטי של CellDrop זכה בפרס מוצר המעבדה בר-קיימא של השנה ב-SelectScience® פרסי בחירת המדענים®!
DirectPipette המוגן בפטנט של CellDrop™ הטכנולוגיה מייחדת אותו כמונה התאים היחיד שמבטל את הצורך בשקופיות לספירת תאים. חידוש זה חוסך מיליוני שקופיות פלסטיק חד פעמיות משימוש וסילוק מדי שנה.
