Специалисты Федерального исследовательского центра «Институт цитологии и генетики» СО РАН совместно с коллегами из Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии разработали программное обеспечение для изучения контактов внутри клеток меланомы. Автоматизация процесса открывает новые возможности для выявления терапевтических мишеней при лечении онкологических заболеваний.
Разработанный алгоритм позволяет программе самостоятельно находить на снимках электронной микроскопии эндоплазматический ретикулум и митохондрии, после чего определяет области их взаимодействия. На ручную сегментацию и фиксацию морфологических параметров органелл у специалистов уходили месяцы, тогда как новая программа анализирует один снимок за две минуты вместо получаса. Для удобства биологов авторы создали веб-сервис, который после загрузки срезов автоматически формирует готовую аналитическую таблицу.
«Если ранее считалось, что взаимодействие митохондрий и эндоплазматического ретикулума относительно статично, то современные данные свидетельствуют об их выраженной динамике, модулируемой внешними и внутриклеточными условиями. Клетка изменяет количество контактов и их архитектуру для эффективного обмена сигналами, в том числе обмена кальцием. ЭПР служит его основным хранилищем, и при определенных клеточных потребностях кальций устремляется напрямую в митохондрии через контакты между ними», – пояснила изданию «Наука в Сибири» старший научный сотрудник лаборатории ультраструктурных исследований НИИКЭЛ Юлия Таскаева.
Главная трудность при обучении цифровой модели заключалась в неидеальном качестве микрофотографий, содержащих дефекты срезов и смазанные контуры мембран. В дальнейшем ученые планируют расширить базу снимков и проверить универсальность алгоритма на других разновидностях опухолей и клинических образцах тканей человека.