Výpočetní rámec pro společnou analýzu histopatologických snímků a dat genové exprese (HIGEX)

V současné době mají vědci a lékaři k dispozici baterii technik k vyšetření normálního i patologického chování živých organismů, a to v různých měřítcích a rozlišeních. Z hlediska těchto technik, které dále nazýváme modalitami, se náš současný projekt zaměřuje především na histopatologické zobrazování a genomiku a na jejich aplikace v onkologii. Tyto obory poskytují různé pohledy na biologické procesy probíhající ve tkáních v okamžiku vzorkování, což jsou pohledy, které lze kombinovat za účelem lepšího pochopení biologie nádorů a zpřesnění diagnózy. Na rozdíl od histopatologie je modalita (metoda, postup) genové exprese poměrně mladá, přičemž celogenomové technologie s vysokou výkonností se staly dostupnými až v posledním desetiletí.

Předpokládáme, že histopatologické slidy (sklíčka s mikroskopickými preparáty, vzorky) obsahují více informací, než je obvykle v rutinní diagnostické práci patology využíváno, a že kombinace digitální patologie s daty genové exprese pomůže při získávání těchto informací a výrazně zvýší diagnostické a prognostické možnosti. Kombinování těchto dvou modalit by mohlo současně vést k lepšímu porozumění biologie vývoje nádoru.

Současný návrh se zaměřuje na budování výpočetního rámce nezbytného pro společné zkoumání mikroskopických patologických snímků, genové exprese a klinických dat, a na vývoj nástrojů pro (polo-)automatickou anotaci snímků s vazbou na molekulární procesy; tento směr rovněž podporuje naše vlastní pozorování v rámci subtypizace rakoviny tlustého střeva.

Snímky, které mají být zkoumány, využívají metody barvení, která je v patologii nejčastější – hematoxylin a eosin (H&E); naše metody tedy nebudou nijak zasahovat do práce patologa a mohly by být rovněž aplikovány na již zhotovené patologické slidy, které jsou uloženy v archivu. Práce se zaměří na konkrétní případ rakoviny tlustého střeva, avšak vyvinutý výpočetní rámec bude použitelný obecně.

Výsledky tohoto projektu budou mít přímý prospěch pro patology a biology na straně jedné, a pro výpočetní biology / bioinformatiky na straně druhé. Konečným cílem je samozřejmě to, aby některá z vyvinutých technik našla své uplatnění v každodenní klinické praxi.

• Podpora: Výzkum byl financován z programu SoMoPro II, byl podpořen finačním grantem People Programme (Marie Curie Action) 7. rámcového programu EU a byl spolufinancován Jihomoravským krajem.