Sebbene ogni anno vengano registrati 40 milioni di commozioni cerebrali, non esiste un trattamento efficace per loro o per molte altre malattie legate al cervello. Dei ricercatori del Dragan Maric del National Institutes of Health stanno lavorando per accelerare lo sviluppo di farmaci per il trattamento di malattie cerebrali e lesioni come la commozione cerebrale da sviluppare nuovi strumenti. Sono interessati a mappare e profilare tessuti cerebrali malsani e trattati con farmaci con dettagli senza precedenti per rivelare più processi biologici contemporaneamente – nel contesto.
All’Istituto nazionale di disturbi neurologici e ictus, il team ha sviluppato l’innovativa tecnica di imaging che può essere prontamente implementata per un uso diffuso con il potenziale per trasformare gli studi sul cervello che richiedono una profilazione cellulare completa da fette singole e seriali di tessuto cerebrale. Il laboratorio ha sviluppato i metodi di analisi delle immagini computazionali basati su reti neurali profonde.
Questo nuovo sistema, presentato nell’articolo pubblicato su Nature Communications, analizza automaticamente le immagini sul supercomputer UH e può rivelare più processi contemporaneamente: la lesione cerebrale, gli effetti del farmaco testato e i potenziali effetti collaterali del farmaco. Rispetto alle tecniche di screening esistenti, che utilizzano l’immunocolorazione iterativa e l’analisi computazionale, questi metodi sono più flessibili, scalabili ed efficienti, consentendo l’imaging multiplex e l’analisi computazionale di un massimo di 10-100 biomarcatori diversi di interesse contemporaneamente utilizzando l’immunocolorazione IHC diretta o indiretta protocolli.
Il nuovo toolkit utilizza metodi innovativi (cicli ripetuti di immunocolorazione 10-plex ottimizzata con imaging in epifluorescenza a 10 colori) per accumulare set di dati di immagini altamente arricchiti da singole fette di cervello intero, da cui vengono ricostruiti e analizzati mosaici corretti dal segnale senza soluzione di continuità. Stanno superando in modo efficiente i limiti del segnale di fluorescenza e ottenendo immagini della sorgente altamente arricchite e di alta qualità per un punteggio automatizzato affidabile su larga scala.
Il loro obiettivo è accelerare gli studi a livello di sistema del cervello normale e patologico e gli studi preclinici sui farmaci consentendo di profilare simultaneamente gli effetti dei farmaci mirati e fuori bersaglio, nel contesto, su scala cellulare.

Daniele Corbo

Bibliografia: The study will appear in Nature Communications

Immagine: What is your drug (Soul The Man)