Onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) en de Technische Universiteit Delft (TU Delft) hebben een interactieve techniek gepresenteerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie voor de identificatie van zeldzame celtypen in grote monsters. Professor Frits Koning van het LUMC zegt:"Je kunt een speld in een hooiberg vinden."

Om te leren hoe bepaalde ziekten ontstaan, onderzoekers zoeken naar precieze informatie in enorme hoeveelheden data. Sinds 2013, Het LUMC heeft CyTOF gebruikt, een machine die miljoenen cellen tegelijk kan karakteriseren in bijvoorbeeld darmslijm of bloed. Dit doet CyTOF door per cel de aanwezigheid van ongeveer 40 eiwitten op de celwand te meten. Met behulp van de nieuwe methode ontwikkeld door het LUMC en de TU Delft, onderzoekers kunnen deze gegevens nu tot in de kleinste details bestuderen.

"Dit soort monster bevat honderden verschillende celtypes, " legt Vincent van Unen uit, LUMC-onderzoeker bij de afdeling Immunohematologie en Bloedtransfusie (IHB). "Er waren al methoden beschikbaar om de CyTOF-gegevens te analyseren, maar deze gaven ofwel een globaal beeld van alle cellen, of een gedetailleerde afbeelding van een willekeurige groep cellen, zeg ongeveer 20 procent. Maar de meest interessante celtypen in een weefselmonster, celtypen die verband houden met ziek of gezond zijn, zijn vaak schaars en je mist ze als je maar een groep cellen in detail bestudeert.

Overzicht

De nieuwe analysetechniek lost dit probleem op. Het systeem produceert eerst een tweedimensionaal beeld waarin de cellen uit het weefselmonster zijn gegroepeerd op basis van hun onderliggende overeenkomsten. De cellen worden niet afzonderlijk weergegeven - dit zou resulteren in een rommelige massa stippen. In plaats daarvan, ze worden weergegeven als "oriëntatiepunten, " kleine gebieden die cellen vertegenwoordigen die op elkaar lijken. "Dit overzicht laat de details weg, maar alle beschikbare informatie wordt gebruikt om de oriëntatiepunten te berekenen, " zegt Nicola Pezzotti, promovendus aan de TU Delft in de groep Computer Graphics and Visualization van dr. Anna Vilanova.

De gebruiker kan vervolgens inzoomen op een groep cellen naar keuze totdat individuele cellen met de relevante markeringen zichtbaar zijn. Pezzotti zegt, "Je kunt het vergelijken met Google Earth, waar je begint met de hele aarde en vervolgens kunt inzoomen op je eigen straat." Deze hiërarchische visuele methodologie, Cytosplore ^+HSNE , werkt gemakkelijk, snel en goed. "De oriëntatiepunten vertegenwoordigen bekende celgroepen, zoals bepaalde T-cellen en B-cellen in het immuunsysteem, " zegt Thomas Höllt, onderzoeker bij het LUMC en de TU Delft die de methodiek hebben helpen ontwikkelen.

"Door in te zoomen, het is mogelijk om zeldzame celtypen te vinden die ofwel ontbreken of inderdaad aanwezig zijn bij een bepaalde ziekte, zoals de chronische darmaandoening, Ziekte van Crohn. Dat geeft ons aanknopingspunten voor het begrijpen van die ziekte, de diagnose en gerichte behandeling."

Het artikel, "Visuele analyse van massacytometriegegevens door hiërarchische stochastische inbedding van buren onthult zeldzame celtypen", verscheen op 23 november in Natuurcommunicatie .