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L’imagerie par faisceau d’ions multiplexés (MIBI) est souvent utilisée pour imager des microréseaux de tissus et des zones de tissus contiguës en mosaïques, mais les logiciels actuels pour mettre en place ces expériences sont lourds. L’interface tile/SED/array est un outil graphique intuitif et interactif développé pour simplifier et accélérer considérablement la configuration de l’exécution MIBI.
L’imagerie par faisceau d’ions multiplexés (MIBI) est une technique de microscopie basée sur la spectrométrie de masse de nouvelle génération qui génère 40+ images plex de l’expression des protéines dans les tissus histologiques, permettant une dissection détaillée des phénotypes cellulaires et de l’organisation histoarchitecturale. Un goulot d’étranglement clé dans le fonctionnement se produit lorsque les utilisateurs sélectionnent les emplacements physiques sur le tissu pour l’imagerie. À mesure que l’échelle et la complexité des expériences MIBI ont augmenté, l’interface fournie par le fabricant et les outils tiers sont devenus de plus en plus difficiles à manier pour l’imagerie de grandes puces à tissus et de zones de tissus en mosaïque. Ainsi, une couche d’interface graphique interactive basée sur le Web, basée sur le Web, est ce que vous obtenez (WYSIWYG) - l’interface TILE/SED/array (TSAI) - a été développée pour que les utilisateurs puissent définir des emplacements d’imagerie à l’aide de gestes de souris familiers et intuitifs tels que le glisser-déposer, le cliquer-glisser et le dessin de polygones. Écrit selon les normes Web déjà intégrées dans les navigateurs Web modernes, il ne nécessite aucune installation de programmes externes, d’extensions ou de compilateurs. D’intérêt pour les centaines d’utilisateurs actuels de MIBI, cette interface simplifie et accélère considérablement la configuration d’exécutions MIBI volumineuses et complexes.
L’imagerie par faisceau d’ions multiplexés (MIBI) est une technique permettant d’imager simultanément 40+ protéines sur des coupes de tissus histologiques àune résolution allant jusqu’à 250 nm 1,2,3. Après la coloration d’une coupe de tissu histologique à l’aide d’anticorps marqués avec des métaux élémentaires isotopiquement purs, l’instrument MIBI effectue une spectrométrie de masse d’ions secondaires pour quantifier simultanément tous les isotopes - et donc l’expression de tous les antigènes 40+ - à des endroits individuels du tissu. Réalisées sur des grilles de millions de points, les 40+ images plex résultantes de l’expression des protéines permettent la délimitation des limites cellulaires et l’identification de types cellulaires spécifiques tout en préservant le contexte spatial 1,2,3,4. Cette technique a été utilisée par des centaines d’utilisateurs sur environ 20 sites pour étudier la composition cellulaire, les profils métaboliques et/ou l’architecture de dizaines de types de tissus dans le cadre de l’examen de la réponse immunitaire aux tumeurs, de l’inflammation tissulaire causée par des agents infectieux, de la neuropathologie de la démence et de la tolérance immunitaire pendant la grossesse 5,6,7,8,9, 10,11.
L’un des principaux goulets d’étranglement dans le fonctionnement de l’instrument MIBI est la configuration des champs de vision (FOV) - 200 x 200μm 2 à 800 x 800 μm2 zones du tissu - pour l’imagerie. Le MIBI image un FOV à la fois, jusqu’à 800 x 800 μm2, de sorte que l’imagerie de zones plus grandes nécessite l’assemblage de plusieurs FOV. L’imagerie d’une puce à tissus (p. ex., huit tissus circulaires dans la figure 1A) implique de placer plusieurs champs de vision espacés. Pour configurer les champs de vision, l’interface du fabricant fournit 1) une image de caméra optique de la lame avec un réticule qui correspond à peu près à la coordonnée d’imagerie spécifiée (Figure 1A) et 2) une image de détecteur d’électrons secondaires (SED) qui montre la zone exacte aux coordonnées, avec une précision de 0,1 μm près (Figure 1B). Tout d’abord, l’utilisateur positionne grossièrement un seul champ de vision à l’aide de l’image optique. Étant donné que la résolution de l’image n’est que d’environ 60 μm par pixel, si le placement est décalé de deux pixels (2 pixels x 60 μm par pixel), un FOV standard de 400 μm sera décalé de 30 %. Ainsi, l’utilisateur doit utiliser l’image SED pour affiner la position - une séquence fastidieuse d’une douzaine d’étapes impliquant plusieurs fenêtres contextuelles, la saisie des coordonnées dans des zones de texte, le coup de pouce lent du SED avec des boutons de contrôle directionnel et souvent même l’écriture des coordonnées sur papier (Figure supplémentaire 1). Ce processus doit être répété pour chaque point d’une micropuce à tissus (TMA) de 100+ cœurs. Certains outils tiers peuvent aider au positionnement approximatif initial12. Cependant, ils nécessitent toujours des connaissances en programmation, et le positionnement final se fait toujours par le biais du processus en douze étapes. Il est également très difficile de positionner des grilles de champs de vision adjacents, qui seront ensuite assemblées en une image panoramique en mosaïque.
Ainsi, l’interface tuile/SED/matrice (TSAI) a été développée dans le but de permettre aux utilisateurs de positionner rapidement un grand nombre de FOV à l’aide d’une interface graphique intuitive et interactive. TSAI se compose de deux composants principaux : 1) une interface utilisateur graphique basée sur le Web (Web UI) pour placer rapidement les points TMA et les tuiles de tissu, et 2) les intégrations dans l’interface de contrôle utilisateur MIBI pour générer une image SED en mosaïque et ajuster les positions FOV. Si l’on n’utilise que l’image optique, de nombreux FOV peuvent être positionnés grossièrement, puis rapidement ajustés à l’aide des outils de navigation/réglage du FOV (Figure 2, TSAI, branche gauche). Cependant, si la mosaïque SED est effectuée, les champs de vision peuvent être positionnés avec précision sur l’image SED en mosaïque sans qu’il soit nécessaire d’effectuer d’autres ajustements en mode SED (Figure 2, TSAI, branche droite). D’intérêt général pour des centaines d’utilisateurs actuels de MIBI, ces outils simplifient considérablement la mosaïque et le positionnement TMA, même pour les novices, et réduisent les configurations complexes d’exécution MIBI de plusieurs heures à quelques dizaines de minutes.
1. Chargement de TSAI
2. Chargement de la diapositive MIBI et création d’un fichier modèle
3. Co-enregistrement du moteur de l’étage d’image optique
4. Balayage SED en mosaïque
5. Microréseau de tissus (TMA)
6. Tuile surfacique/polygonale
7. Navigation et réglage du FOV
8. JSON génération et importation de fichiers
TSAI propose deux méthodes pour configurer les FOV (Figure 2). L’une d’entre elles n’utilise que l’image optique (Figure 2, TSAI, branche de gauche), à l’instar d’autres méthodes existantes. La deuxième méthode, qui consiste à générer une image SED en mosaïque, est propre à TSAI (Figure 2, TSAI, branche de droite). TSAI dessine les FOV avec précision sur cette image, éliminan...
L’imagerie par faisceau d’ions multiplexés (MIBI) est une technique puissante pour disséquer des phénotypes cellulaires détaillés et l’histoarchitecture tissulaire 5,6,7,8,9,10,11. Les efforts de calcul autour de MIBI se sont largement concentrés...
Les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
H. Piyadasa a reçu une bourse des Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) (MFE-176490). B. Oberlton a été soutenu par la bourse de la National Science Foundation (NSF) (2020298220). A. Tsai a été soutenue par une bourse de la Fondation Damon Runyon pour la recherche sur le cancer (DRCRF) (DRG-118-16), le Département de pathologie de Stanford, le Fonds Annelies Gramberg et le NIH 1U54HL165445-01. Des remerciements supplémentaires vont au Dr Avery Lam, au Dr Davide Franchina et à Mako Goldston pour avoir aidé à tester et à déboguer le programme.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
MIBI computer | Ionpath | ||
MIBIcontrol (software) | Ionpath | ||
MIBIscope | Ionpath | Multiplexed Ion Beam Imaging (MIBI) microscope | |
MIBIslide | Ionpath | 567001 | Conductive slide for MIBI |
Tile/SED/Array Interface (TSAI) (software) | https://github.com/ag-tsai/mibi_tsai/ |
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