Un rivoluzionario software promette di liberare i i ricercatori dal micorscopio alla ricerca di cellule interessanti all'interno di grandi campioni. Il nuovo sistema e' descritto nella rivista Nature Methods da un team guidato dal Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) in Germania. A dedicare un ampio servzio all'argomento e' stato anche il notiziario dell'Unione Europea Cordis.
Le tecniche avanzate di imaging permettono ai ricercatori di visualizzare dei processi molto complessi all'interno delle cellule. Tuttavia, un campione grande di cellule ne potrebbe contenere solo alcune che stanno subendo il processo in esame; questo rappresenta un problema in particolare per i processi relativamente rari. Per trovare queste cellule i ricercatori sono costretti a passare ore al microscopio, esaminando le cellule 'manualmente' a caccia di quelle che possono essere usate.
Ora pero' e' stato realizzato un'efficace soluzione software per risolvere questo problema. Chiamato 'Micropilot', il sistema esamina in modo efficace i campioni alla ricerca di cellule interessanti ed esegue su di esse gli esperimenti appropriati.
Il sistema comprende un modulo basato sull'apprendimento automatico, in modo da poter essere rapidamente addestrato da un utente a identificare automaticamente le cellule che interessano al ricercatore. Una volta addestrato, Micropilot puo' essere lasciato da solo a esaminare il campione in una modalita' veloce a bassa risoluzione.
Quando identifica una cellula che corrisponde alle esigenze dei ricercatori, il sistema passa a una modalita' imaging complessa che svolge in modo automatico esperimenti piu' complicati. Questi possono andare da compiti relativamente semplici, come la registrazione di video al rallentatore ad alta risoluzione, a esperimenti piu' complicati che usano dei laser per interferire con proteine marcate con molecole fluorescenti.
Dal punto di vista dell'hardware il sistema ha bisogno di una piastra del microscopio motorizzata, oltre alla capacita' di passare in modo automatico dallo zoom sugli oggetti a quello scanner laser, e di cambiare il filtro a fluorescenza e/o le linee laser.
Il team ha testato il suo software su fasi del ciclo di divisione della cellula che sono relativamente veloci, e quindi difficili da cogliere 'in azione'. Con il software Micropilot, il team e' riuscito a determinare quando si formano le strutture chiamate siti di uscita dal reticolo endoplasmatico (ERES) e a gettare nuova luce sui ruoli di due proteine, CBX1 e CENP-E, nella condensazione del materiale genetico in cromosomi compatti e nella formazione del fuso che aiuta ad allineare i cromosomi durante la divisione cellulare.
Cio' che rende 'Micropilot' particolarmente esaltante e' la sua velocita'; in sole 4 notti di funzionamento (non sorvegliato), esso ha individuato 232 cellule in 2 fasi particolari della divisione cellulare e ha svolto complessi esperimenti di imaging su di esse. Un operatore al microscopio con esperienza avrebbe invece impiegato almeno un mese, lavorando a tempo pieno, per individuare queste cellule in un campione che ne contiene migliaia.
''Micropilot libera i biologi cellulari dal tedioso lavoro della ripetitiva generazione manuale di dati'', hanno detto ri ricercatori. ''Esso puo' essere adattato praticamente a qualsiasi sistema di imaging - hanno aggiunto - che permette l'automazione e il controllo online basati sui risultati della classificazione delle immagini mediante visione artificiale''.
''In tre allestimenti sperimentali indipendenti, Micropilot ci ha permesso di analizzare statisticamente dei processi biologici in dettaglio, e rappresenta quindi un efficace strumento per la biologia dei sistemi'', hanno concluso gli scienziati.