Organoïdes numérisés : pipeline intégré pour l'analyse 3D à grande vitesse des structures d'organoïdes utilisant la segmentation multilevel et la topologie cellulaire

Les organoïdes répliquent l'architecture et la fonction des tissus et offrent une opportunité unique d'explorer l'impact des perturbations externes in vitro. Cependant, la réalisation de procédures de dépistage à grande échelle pour étudier les effets de divers stress sur la morphologie et la topologie cellulaires dans ces systèmes pose d'importants défis, notamment des limitations en imagerie tridimensionnelle (3D) haute résolution et des plateformes d'analyse 3D accessibles. Dans cette étude, nous introduisons un pipeline basé sur l'IA pour la segmentation multilevel et la topologie cellulaire, destiné à dépister les modifications de morphologie et de topologie dans les cultures cellulaires 3D aux niveaux nucléaire et cytoplasmique, ainsi qu'à l'échelle globale de l'organoïde. Nous démontrons la polyvalence de notre approche à travers des expériences de preuve de concept, englobant des conditions bien caractérisées et des agents de stress mécanique peu explorés tels que la microgravité. En offrant une interface conviviale nommée 3DCellScope et un ensemble complet d'outils pour des essais de type découverte dans le dépistage de modèles d'organoïdes 3D, notre pipeline démontre un potentiel étendu pour des applications en recherche biomédicale.