In Tokyo draait het eerste prototype van een high throughput-cellensorteermachine die werkt op basis van beeldherkenning. Dat biedt veel meer mogelijkheden dan klassieke flowcytometrie, claimen Keisuke Goda en collega’s deze week in Cell.

Uiteraard combineert hij die beeldherkenning, waarbij de cellen een voor een onder een microscoop met camera door stromen, met een deep learning-algoritme dat aan de hand van de beelden in realtime beslist of een cel links- of rechtsaf moet worden gestuurd.

Bij klassieke flowcytometrie sorteer je op basis van elektrische geleiding of (vaker) door een laserbundel op de cellen te zetten en de lichtverstrooiing en/of fluorescentie te meten. Op die manier kun je echter niet sorteren op vorm of op de aanwezigheid van vlekjes. En dat is wat Goda en collega’s juist wél willen doen, bijvoorbeeld om het effect te kunnen bestuderen van kleine genetische verschillen binnen één en dezelfde soort.

De primeur zit daarbij niet zozeer in het sorteren op basis van beelden, want dat is eerder gedemonstreerd, maar in het dusdanig versnellen van het hele proces dat je er grote hoeveelheden cellen mee aan kunt. Goda’s Image-Activated Cell Sorting (IACS) zit nu op 32 milliseconde per cel, inclusief de tijd die het algoritme nodig heeft, wat in de praktijk betekent dat je ongeveer honderd cellen per seconde kunt verwerken.

Om te beginnen is het algoritme getraind op het sorteren van micro-algen (Chlamydomonas reinhardtii). Zoals bij veel soorten die aan fotosynthese doen, zit daar een koolstofconcentratiemechanisme in dat het centrale Rubisco-eiwitcomplex harder laat werken door het te voorzien van voldoende CO₂. Om te zien hoe dat werkt, kreeg een van de betrokken enzymen een fluorescerend label mee. Is het concentratiemechanisme genetisch kapot, dan verspreidt dat eiwit zich door de gehele cel - en met IACS kun je de cellen herkennen waarin dat het geval is.

Een tweede proef betrof het sorteren van rode bloedcellen en bloedplaatjes.

Onderzoekers die IACS willen uitproberen op hun eigen monsters, kunnen bij Goda’s open innovation platform terecht. Mede op basis van hun ervaringen moet een spin-off genaamd Cybo (adres helaas onbekend) er een commercieel product van gaan maken.

bron: Cell Press