Enklare att följa stamcellers framväxt
Avancerad digital bildanalys kan användas för att följa hur stamceller utvecklas. I en avhandling från Chalmers presenteras en automatiserad kombination av bildanalys och mikroskopteknik, som underlättar arbetet med undersökningar av stamceller och kan bli ett viktigt bidrag för framtida forskning.
Idag är väldigt lite känt om mekanismerna som styr utvecklingen av neurala stamceller. En bättre kontroll över processen skulle kunna innebära stora förbättringar av behandlingen för olika neurologiska sjukdomar som Alzheimers, Parkinsons, stroke eller andra sjukdomar där skadan beror på förlust av nervceller i hjärnan.
Ända sedan upptäckten att nervceller kan nybildas i hjärnan även hos vuxna, har ett av de viktigaste målen inom neurologisk forskning varit att försöka förstå stamcellernas process.
Nya nervceller, neuroner, utvecklas från neurala stamceller. Neurala stamceller är omogna celler som har förmågan att utvecklas till alla typer av mogna hjärnceller, det vill säga neuroner samt gliaceller som astrocyter och oligodendrocyter.
Ny automatiserad metod
Karin Althoff har med hjälp av bildanalys arbetat med metoder för att hitta och följa celler i en sekvens av mikroskopibilder av odlade neurala stamceller under deras utveckling till mer mogna hjärnceller. Cellerna studeras under ungefär två dygn, en bild tas ungefär var tionde minut.
Genom att följa cellerna i en bildsekvens, kan utvecklingen av individuella celler iakttas. Man får information om till exempel hur många celldelningar en cell har gått igenom eller vad som har hänt med systercellerna vid en sådan celldelning.
– Att följa cellerna manuellt är både tröttsamt och tidsödande. Den automatiska procedur som utvecklas i avhandlingen innebär betydligt bättre möjlighet att hantera större mängd data, säger Karin Althoff.
Experimentet avslutas med att cellerna färgas för att kunna identifiera de olika celltyper som stamcellerna har utvecklats till. Infärgningen innebär också att cellerna dör.
Möjligt att identifiera celltyper
Med hjälp av informationen om cellernas positioner kan även statistiska analyser av cellernas rörelsemönster göras. En inledande analys visar att rörelsen hos en slags gliaceller, astrocyter, är mer riktad medan rörelsemönstret hos en mer omogen cell är mer slumpmässigt. Detta tyder på att det kan vara möjligt att upptäcka celltypsspecifika rörelsemönster för alla typer av hjärnceller. I så fall skulle de olika celltyperna kunna identifieras medan de lever, experimentet inte behöva avbrytas och cellerna studeras under längre tid.
Forskningen om stamcellers rörelser utförs i samarbete med Institutionen för klinisk neurovetenskap vid Sahlgrenska akademin, Göteborgs universitet.
Avhandlingen “Segmentation and Tracking Algorithms for in Vitro Cell Migration Analysis” försvarades vid en offentlig disputation den 3 juni på Chalmers.
Kontaktinformation
Mer information:
Karin Althoff, Institutionen för signaler och system, Chalmers,
tel: 031-772 17 83
althoff@s2.chalmers.se
Handledare: Professor Tomas Gustavsson,
tel: 031 – 772 18 02
gustavsson@s2.chalmers.se
