Международная группа учёных разработала программное обеспечение, которое позволяет анализировать клеточную структуру опухолей и их микроокружения. Новый инструмент получил название Spatialproteomics. Работа опубликована в журнале Nature Methods.
На развитие онкологических заболеваний влияют не только сами опухолевые клетки, но и окружающие их иммунные клетки, кровеносные сосуды и соединительная ткань. Их расположение может определять скорость роста опухоли, способность избегать иммунного ответа и восприимчивость к лечению.
Современная мультиплексная микроскопия позволяет одновременно обнаруживать десятки белковых маркеров и исследовать миллионы отдельных клеток, не теряя информацию об их расположении в ткани. Однако обработка таких изображений обычно требует нескольких программ и специально созданных алгоритмов.
Spatialproteomics объединяет весь процесс в единую систему. Программа обрабатывает микроскопические изображения, определяет границы клеток, измеряет уровень белков, классифицирует клетки и анализирует их расположение относительно друг друга.
Возможности системы проверили на образцах лимфатических узлов 132 пациентов. В исследование вошли материалы больных с В-клеточными неходжкинскими лимфомами, а также образцы без опухолевых изменений. Учёные исследовали ткани при помощи 55 антител и проанализировали более 3,5 млн клеток.
Программа обнаружила различия в составе и пространственной организации клеток при медленно растущих и агрессивных лимфомах. В частности, при агрессивных формах заболевания клетки оказались крупнее, а нормальная структура ткани и характерные связи между разными типами клеток были выражены слабее.
Кроме того, разработчики протестировали систему на полноразмерных изображениях пяти образцов диффузной В-крупноклеточной лимфомы. В общей сложности программа обработала сведения более чем о 6,6 млн клеток, продемонстрировав возможность работы с изображениями объёмом в несколько гигапикселей.
Авторы подчеркнули, что Spatialproteomics пока предназначена для научных исследований и не является самостоятельным методом диагностики. Однако в дальнейшем анализ клеточной архитектуры может помочь изучать различия между опухолями и выявлять особенности, имеющие значение для прогноза и выбора лечения.
Программа распространяется бесплатно с открытым исходным кодом. Разработчики рассчитывают, что её смогут использовать не только при изучении лимфом, но и при исследовании других видов рака, воспалительных заболеваний и сложных тканей.