EmbSAM: localización de límites celulares y modelo de segmentación de cualquier cosa para imágenes rápidas de...

Área de la Ciencia:

• Biología del desarrollo
• Biología celular
• Imagen computacional

Sus antecedentes:

• La dinámica de la forma celular es crucial para el desarrollo, pero es difícil de obtener imágenes debido a las bajas relaciones señal/ruido en la microscopía de células vivas.
• La fototoxicidad y el fotoblanqueo limitan la obtención de imágenes de alta resolución y larga duración de las membranas celulares, lo que dificulta la reconstrucción precisa de la forma.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un marco computacional integrador, EmbSAM, para la segmentación precisa de membranas celulares en 3D a partir de imágenes desafiantes de células vivas.
• Permitir el análisis cuantitativo de la dinámica de la forma celular y la morfo-dinámica durante el desarrollo embrionario temprano.

Principales métodos:

• Integración de un algoritmo de localización de límites celulares basado en aprendizaje profundo con el Modelo de Segmentación de Cualquier Cosa.
• Aplicación a imágenes 3D de células vivas de embriones de Caenorhabditis elegans con alta resolución temporal (10 segundos por pila).

Principales resultados:

• EmbSAM logró una segmentación precisa de las membranas celulares a pesar de las bajas relaciones señal/ruido.
• Caracterización cuantitativa de la morfo-dinámica acoplada a la división celular, incluida la posición celular, el momento de la división y la reorientación del eje, antes de la gastrulación.

Conclusiones:

• EmbSAM proporciona un método robusto para analizar la dinámica de la forma celular en condiciones de imagen desafiantes.
• El marco facilita la investigación detallada de los procesos morfogenéticos y la determinación del destino celular durante la embriogénesis.