KI-Bildanalyse verfolgt Immunzellen in Echtzeit
Wie töten Immunzellen eine Krebszelle? Und wie schnell geschieht das? Ein neues Open-Source-Programm ermöglicht es, diesen Vorgang Sekunde für Sekunde zu verfolgen – und könnte die Entwicklung neuer Krebstherapien beschleunigen.
Die Immuntherapie gehört zu den am schnellsten wachsenden Bereichen der Krebsmedizin. Sie setzt Immunzellen ein, um Tumorzellen aufzuspüren und zu zerstören. Um diese Therapien zu verbessern, müssen Forschende genau verstehen, wie sich Immunzellen bewegen, reagieren und angreifen. Bislang war die Auswertung entsprechender Bilddaten eine langsame, mühsame Arbeit, die zudem anfällig für menschliche Fehler war.
Ein Wissenschaftsteam hat Celldetective vorgestellt, eine KI-gestützte Software, die Zeitraffer-Mikroskopieaufnahmen automatisch auswertet. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift eLife veröffentlicht. Das Programm identifiziert einzelne Zellen, verfolgt ihre Bewegungen und erkennt automatisch bestimmte Ereignisse, etwa den Moment, in dem eine Immunzelle ein Ziel abtötet.
Was das Programm auszeichnet
Celldetective kombiniert KI-gestützte Segmentierung (die automatische Abgrenzung einzelner Zellen in einem Bild) mit der zeitlichen Verfolgung von Bewegungen. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich: Das Programm verfügt über eine grafische Oberfläche, die auch für Nicht-Programmierer zugänglich ist. Forschende können es zudem mit eigenen Bilddaten trainieren.
Die Software wurde an Experimenten erprobt, bei denen Immunzellen über sogenannte bispezifische Antikörper in Kontakt mit aktivierenden Oberflächen gebracht wurden. Bispezifische Antikörper sind Moleküle, die gleichzeitig an zwei verschiedene Zielstrukturen binden und Immunzellen so gezielt auf einen Tumor lenken.
Relevanz über die Krebsforschung hinaus
Obwohl Celldetective für immunologische Experimente entwickelt wurde, funktioniert es grundsätzlich für jedes biologische System mit interagierenden Zellpopulationen. Aus der Perspektive der Langlebigkeitsforschung ist das bedeutsam: Die Alterung des Immunsystems trägt zu vielen altersbedingten Erkrankungen bei, und bessere Analysewerkzeuge können Forschenden helfen zu verstehen, wie sich Immunzellen im Laufe des Alters verändern. Es handelt sich um einen methodischen Fortschritt, der künftige Forschungsvorhaben beschleunigen dürfte.
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