Wirkstoffsuche mit lebenden Zellen

Schneller durch automatische Bildanalyse

Bei der Suche nach neuen Wirkstoffen unterstützt die jetzt zur Software-Plattform erweiterte Lösung mit der Bezeichnung Zeta den gesamten Arbeitsprozess. Auf der MipTec werden Beispielanwendungen aus den Bereichen Krebsforschung sowie Gewebeanalyse gezeigt.

Benutzer-Oberfläche der Zeta-Software (Bild: Fraunhofer FIT).

Mit der neu entwickelten Zeta Software-Plattform können speziell zugeschnittene Bildanalyse-Workflows für verschiedenste Einsatzbereiche in der Wirkstoffforschung leicht umgesetzt werden. Die Software-Lösung wurde speziell zur High-Content-Analyse von im Live-Cell-Imaging-Verfahren gewonnenen Bilddaten entwickelt, bei dem die Zellen über ihren gesamten Lebenszyklus beobachtet und aufgezeichnet werden.

Die besondere Herausforderung an die Bildanalyse besteht darin, die einzelnen Phasen der Zellveränderung und -teilung zu differenzieren und sie miteinander in zeitlichen Bezug zu setzen. Ein spezielles Visualisierungs-Tool erlaubt dann die einfache Exploration der Daten. Dadurch ist es leichter, individuelle Unterschiede zu finden und Ursachen für unterschiedliche Reaktionen der Zellen zu ermitteln.

"Mit Zeta können Forscher sehr einfach und intuitiv komplexe Vorgänge während der Zellteilung analysieren. Eine einfache Bedienoberfläche führt durch den gesamten Analyse-Workflow. Und durch die Weiterentwicklung zur modularen Software-Plattform können wir nun erheblich schneller und für den Kunden kostengünstiger neue Anwendungen realisieren", beschreibt Dr. Andreas Pippow vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT die Vorteile der neuen Version.

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Zudem kann Zeta jetzt durch neu geschaffene Schnittstellen leichter in komplette High-Content-Analyse-Workflows integriert werden. Software für die Bildanalyse ist häufig nur als isolierte Insellösung vorhanden. So war es bisher auch bei Zeta. Nötig ist aber eine Integration in das Bilddaten-Management und die statistische Auswertung. Erst wenn alle Stationen des gesamten Arbeitsprozesses unter einem Dach zusammengefügt sind, kann sich der Nutzer frei in seinen Daten bewegen. Mit der neuen Version haben die Entwickler jetzt einen wichtigen Schritt in diese Richtung getan.

Auf der MipTec vom 23.-25. September 2014 zeigen die Forscher des Fraunhofer FIT eine Zeta-Anwendung zur Untersuchung der Zellteilungsdauer in zellulären Assays, die aktuell von einem deutschen Pharmakonzern zur Krebsforschung eingesetzt wird. Außerdem wird ein Beispiel zur Untersuchung physiologischer Funktionen an Gewebeproben vorgeführt. Mit beiden Anwendungen werden Wirkstoffe erforscht; die Methoden der Bildanalyse unterscheiden sich jedoch völlig. Im ersten Fall werden die Zellen durch einen fluoreszierenden Marker identifiziert, im zweiten werden die Objekte ohne eine spezielle Markierung erkannt.

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