4 вересня, 2023
Програмне забезпечення аналізує «іскри» кальцію, які можуть сприяти аритмії
Команда дослідників Каліфорнійського та Оксфордського університетів розробила інноваційний інструмент SparkMaster 2. Програмне забезпечення з відкритим кодом дозволяє вченим автоматично аналізувати нормальні та аномальні сигнали кальцію у клітинах.
Кальцій є ключовою сигнальною молекулою в усіх клітинах, а особливо у серцевому м’язі. Нове програмне забезпечення дозволяє автоматично аналізувати чіткі закономірності вивільнення кальцію в клітинах. Це включає кальцієві «іскри» – мікроскопічні виділення кальцію в кардіоміоцитах. Проблеми з тим, як і коли кальцій вивільняється клітинами, можуть мати вплив на ряд захворювань, включно з аритмією та гіпертонією. Щоби зрозуміти механізми цих захворювань, дослідники використовують флуоресцентні індикатори кальцію та мікроскопічні зображення, які можуть вимірювати зміни сполуки на клітинному рівні. Однак отримані файли даних є великими, і їх складно аналізувати вручну, тому необхідні спеціальні програми.
Для легкого аналізу даних і був створений SparkMaster 2. Хоча більша частина нового інтерфейсу нагадує оригінальний SparkMaster (програма, створена 2007 року), дослідники почали програмувати з нуля. Використовуючи Python, мову програмування з відкритим кодом, яка набула популярності, вони змогли використати багато наявних інструментів і бібліотек для створення унікальних функцій. У підсумку отримали програмне забезпечення, яке може аналізувати іскри кальцію, записані за допомогою різних методів мікроскопії, та із клітин різних тканин і генетично модифікованих мишей. Деякі ключові функції нової версії включають покращений інтерфейс користувача, вищу точність визначення вивільнення кальцію, здатність ідентифікувати кілька типів подій вивільнення кальцію і можливість точно розділяти та аналізувати окремі іскри в іскрових кластерах.
«SparkMaster 2 ще простіший у використанні та набагато потужніший у різноманітності типів подій, які він може кількісно аналізувати, – іскри, хвилі, міні-хвилі та затримки. Він має вищу точність і чутливість, що призводить до меншої кількості пропусків і помилок», – зазначають автори. Вони передбачають, що основними користувачами програмного забезпечення будуть учені, які вивчають кальцій у м’язах. «Але це може бути корисним і для науковців, які вивчають інші типи клітин, такі як нейрони, що демонструють локальні події кальцію, важливі для регуляції клітинної функції», – додають дослідники.
Джерело: https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCRESAHA.123.322847