Digitalizált fluoreszcens in situ hibridizációval jelölt onkopatológiai minták automatizált kiértékelése és a módszerek validálása diagnosztikus célokra
Thesis supervisor: Tibor Krenács
Location of studies (in Hungarian): SE Abbreviation of location of studies: SE
Description of the research topic:
A fluoreszcens in situ hibridizáció (FISH) napjainkban széles körben alkalmazott molekuláris patológiai eljárás, mely lehetővé teszi a daganatok ismert genetikai eltéréseinek igazolását in situ paraffinos vagy fagyasztott szöveti metszeten, ill. citológiai keneteken, aminek eredménye gyakran meghatározza a terápia megválasztását.
FISH módszer sikere, általában 2-3 eltérő színben feltüntetett fluoreszkáló génszakasz jeleinek diagnosztikai értelmezésén múlik, ahol a jelek számát és egymáshoz viszonyított helyzetét kell precízen a sejtmagon belül meghatározni. Ez a feladat a jelek mikrométer töredékét képező mérete, a mintaelőkészítés körülményei, valamint a vizsgálandó minták térbeli orientációja miatt kiemelkedő minőségű képalkotást, digitalizálást és analízist kíván. A kisméretű fluoreszcens jelek a hagyományos mikroszkópos értékelés gerjesztési ideje alatt gyorsan elhalványulnak, ill. tárolása során is néhány nap, hét után eltűnnek. A teljes FISH minta digitalizálása nagy érzékenységű és felbontású kamerával képes a jelölés eredeti állapotának archiválására, ami távoli eléréssel térben és időben korlátlanná teszi az alapos elemzést.
A 2D képpont alapú, intenzitás határokat értékelő digitális képelemző algoritmusok átfedő sejteknél fals eredményt adhatnak az elégtelen sejtmagok szegmentáció miatt. Több optikai ún. Z-síkú digitalizálásával a jelek külön is értékelhetők, majd térben rekonstruálhatók. Ehhez olyan innovatív módszert kívánunk kidolgozni, ahol a többsíkú digitalizálás során a rendszer valós időben már orientációs információkat gyűjt és elemez a sejtmagokról és a bennük foglal jelekről.
Célkitűzések
Alapvető cél a FISH eljárással tanulmányozható genetikai eltérés típusok, így pl. transzlokációk, deléciók, amplifikációk és kromoszómális szintű számbeli eltérések 3D vizsgálatára alkalmas digitalizálási és elemzési módszerek, algoritmusok kidolgozása és ezek diagnosztikus célú összehasonlító értékelése (validálása) a klasszikus fluoreszcens mikroszkópos, valamint a digitális mikroszkópos 2D elemzéssel szemben.
Tervezett feladatok:
1. Új generációs nagyfelbontású fluoreszcens mintadigitalizáló rendszer kifejlesztése, mely precíz fókuszáló és léptetési mechanizmussal működő tárgyasztallal biztosítja a szöveti metszetek 0.1µm-kénti Z-irányú szeletelését.
2. A fejlesztendő rendszer tesztelése a két alapvető típusú elemzési feladatot jelentő, célzott terápiás célpont meghatározásán keresztül. A Her2/neu (humán epidermális növekedési faktor 2-es típusa) gén amplifikációja emlő-, ill. gyomor adenocarcinomában számbeli eltérések definiálásán; míg az ALK (anaplasticus lymphoma kináz) gén transzlokációjának kimutatása pl. EML4 partner génnel tüdő adenokarcinómákban un. kettétörő „break apart” próbával, a jelek egymáshoz képest elfoglalt pozíciójának meghatározása alapján diagnosztikus.
3. Nagykapacitású grafikus kártyával már a patológiai minták Z-síkú digitalizásása közben („on-the-fly”) orientációs információkat gyűjtünk a sejtmagokról és a bennük foglalt FISH jelekről. A több síkon átívelő 3D képanalízis az eddigieknél várhatóan pontosabb képfeldolgozást biztosít.
4. A térben detektált objektumok (sejtmagok és FISH jelek) megjelenítésére és genetikai eltérés típusok kiértékelésére alkalmas számítógépes program és kezelő felület („interface”) megalkotása, mely képes az egyedi sejtek követésére, a sejtípusok galériákba rendezésére, az elemzési eredmények grafikus ábrázolására és összegzett digitális riport készítésére.
5. Az klasszikus mikroszkópos, 2D, ill. 3D módszerek szisztémás, összehasonlító diagnosztikus elemzése a 2. pont mintatípusainak statisztikailag értelmezhető, 30-50 esetének egyedi mintáin, ill. szöveti multiblokokkba („tissue microarray” –TMA) foglalt mintasorozatain.
Az eredmények várhatóan közlemények és szabadalom formájában hasznosulnak.
Deadline for application: 2021-10-08
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
