Image-Activated Cell Sorting: новая эра в сортировке клеток на основе изображений

Международная команда исследователей представила новую технологию — «Image-Activated Cell Sorting» (IACS). Эта интеллектуальная система сортирует клетки не только по глобальным фенотипическим профилям, как классическая проточная цитометрия, но и по их пространственным и морфологическим свойствам, используя изображения.

Как работает IACS

Система объединяет оптические, микрофлюидные, вычислительные и механические технологии. Клетки в суспензии проходят по одному под микроскопом, где происходит:

• Съемка в реальном времени и мгновенная обработка данных.
• Принятие решения на основе заданных критериев (например, локализация белка внутри клетки).
• Физическое разделение целевых клеток от остальных.

Весь цикл — от получения изображения до активации сортировки — занимает 32 миллисекунды, даже с использованием алгоритмов глубокого обучения. Скорость обработки достигает около 100 клеток в секунду.

Разработка и применение

На создание платформы ушло 6 лет: 2 года на дизайн, 2 на разработку подсистем и 2 на интеграцию и тестирование. В проекте участвовали более 50 экспертов из 26 институтов, включая Университет Токио, RIKEN, UCLA и Колумбийский университет.

Технология уже продемонстрирована на образцах микроводорослей и клеток крови. Её потенциал широк: от фундаментальной биологии (изучение связи клеточной архитектуры с функцией) до фармацевтики и медицины.

Доступность и будущее

• Исследователи запускают открытую инновационную платформу для тестирования образцов от научного сообщества.
• Стартап CYBO, Inc. займётся коммерциализацией IACS.
• Текущая система оптимизирована для отдельных клеток. В планах — модификация для работы с более крупными объектами, такими как сфероиды, органоиды и фрагменты тканей.

Как отмечает ведущий автор Кейсуке Года, эта технология расширяет возможности цитометрии «от 1D-интенсивностей до 2D-изображений», открывая путь к новым открытиям на стыке машинного интеллекта и биологии.