{"id":12130,"date":"2021-01-13T09:30:00","date_gmt":"2021-01-13T11:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/?p=12130"},"modified":"2022-10-18T08:09:26","modified_gmt":"2022-10-18T11:09:26","slug":"pyscratch-spatial-and-temporal-information-from-scratch-assays","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/de\/pyscratch-spatial-and-temporal-information-from-scratch-assays\/","title":{"rendered":"PyScratch: Ein neues Tool zur Verarbeitung r\u00e4umlicher und zeitlicher Informationen aus Scratch-Assays"},"content":{"rendered":"

PyScratch ist eine neue, in Python implementierte Open-Source-Software f\u00fcr die Analyse von Migrationsdaten mit einer benutzerfreundlichen Schnittstelle, die es Wissenschaftlern mit geringen oder keinen Programmierkenntnissen erm\u00f6glicht, sie zu nutzen. <\/p>\n\n\n\n

Die Software wurde 2017 im Rahmen einer Partnerschaft zwischen drei brasilianischen Wissenschaftlern im NanoCell Interactions-Labor an der Universit\u00e4t Campinas entwickelt. <\/p>\n\n\n\n

Sie wurde aus der Notwendigkeit dieser Wissenschaftler heraus geboren, und heute soll die Software die t\u00e4gliche Praxis der Forscher erleichtern, die manuelle Analyse ausschlie\u00dfen, die Reproduzierbarkeit erh\u00f6hen und menschliche Fehler minimieren.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Bildanalyse ist eine der wichtigsten Methoden, die von Wissenschaftlern in verschiedenen Verfahren zur Analyse von Ergebnissen eingesetzt wird. <\/p>\n\n\n\n

In den letzten Jahren hat nicht nur der Einsatz von automatisierten Mikroskopen zugenommen, sondern auch die Komplexit\u00e4t der erfassten Daten. <\/p>\n\n\n\n

Ein Teil der Aufgabe eines Wissenschaftlers besteht darin, herauszufinden, wie man mit einer neuen Art von Informationen umgeht, und au\u00dferdem Daten zu analysieren und zu verarbeiten. <\/p>\n\n\n\n

Daf\u00fcr brauchen die Wissenschaftler gute und spezialisierte Werkzeuge, um alle Daten korrekt zu extrahieren und zu interpretieren.<\/p>\n\n\n\n

PyScratch wurde zun\u00e4chst entwickelt, um der Biologin Fernanda Garcia-Fossa zu helfen, eine riesige Menge an Daten aus ihren Migrationsversuchen zu analysieren. <\/p>\n\n\n\n

\"Ich habe die Krebszellen gekratzt und 48 Stunden lang im Ger\u00e4t inkubiert, wobei ich alle 15 Minuten Bilder aufgenommen habe. Am Ende eines einzigen Experiments hatte ich etwa tausend Bilder, die ich mir ansehen und analysieren konnte! <\/p>\n\n\n\n

Es war unm\u00f6glich, dies manuell zu tun\", sagt Garcia-Fossa. Um dieses Problem zu l\u00f6sen, wandte sich Garcia-Fossa an ihren Partner, den Physiker Vladimir Gaal. Zu dieser Zeit lernte Gaal gerade Python, was eine gute Gelegenheit war, dieses Wissen in die Praxis umzusetzen.<\/p>\n\n\n\n

So arbeiteten beide in der L\u00f6sung durch eine Python-Routine, die die zerkratzten Bereiche erkannte und in eine csv-Datei exportierte. <\/p>\n\n\n\n

\"Mit der Zeit sahen wir die Notwendigkeit, eine Benutzeroberfl\u00e4che zu entwickeln, die die Benutzung noch einfacher macht, so dass wir die Software f\u00fcr jeden Forscher, der sie benutzen m\u00f6chte, ver\u00f6ffentlichen k\u00f6nnen\", sagt Garcia-Fossa \u00fcber den Software-Artikel, den Sie sich ansehen k\u00f6nnen hier klicken<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Garcia-Fossa erz\u00e4hlt auch, dass es eine Weile gedauert hat, um das Wanderungsgebiet auf den Bildern zu erkennen und zu definieren, da die Bilder aufgrund von Licht, Sch\u00e4rfe und Kontrast sehr unterschiedlich sein k\u00f6nnen, und die heute verwendete Version bereits recht gut analysieren kann. <\/p>\n\n\n\n

Nichtsdestotrotz wird weiterhin an der Software gearbeitet, um neue und bessere Versionen auf den Markt zu bringen, da der ver\u00f6ffentlichte Artikel einige Verbesserungsbed\u00fcrfnisse aufgrund der Nachfrage der Nutzer aufgezeigt hat.<\/p>\n\n\n\n

Der zur Validierung der Softwareleistung verwendete Test, der Migrations- oder Kratztest oder die Wundheilung, ist ein in der Biologie h\u00e4ufig verwendeter Test, da er es erm\u00f6glicht, den zugrunde liegenden Mechanismus physiologischer und pathologischer zellul\u00e4rer Ereignisse zu analysieren. <\/p>\n\n\n\n

Das Studium der Wundheilung ist ein wichtiger Weg zum Verst\u00e4ndnis der Entwicklung und der Gewebemodellierung, neben der Angiogenese und der Tumorentwicklung. <\/p>\n\n\n\n

Wenn der Test in zwei Dimensionen durchgef\u00fchrt wird, kann gemessen werden, wie schnell die Zellen auf die Wunde reagieren und den definierten Bereich abdecken.<\/p>\n\n\n\n

Mit anderen Worten, das Experiment besteht im Wesentlichen darin, eine L\u00fccke in der Monoschicht der konfluierenden Zellen in einer Plakette zu erzeugen. <\/p>\n\n\n\n

Mit der Zeit beginnen die Zellen zu wandern, um die L\u00fccke zu f\u00fcllen, und die Geschwindigkeit der Zellwanderung kann gemessen werden. <\/p>\n\n\n\n

Um die Geschwindigkeit der Zellwanderung zu messen, m\u00fcssen sie eine ganze Reihe von Bildern aufnehmen, was wiederum ein problematischer Schritt der Analyse ist, weil es manuelle Messungen erfordert. <\/p>\n\n\n\n

Gl\u00fccklicherweise steht uns heute eine Vielzahl von Technologien zur Verf\u00fcgung, mit denen wir unsere Analyseverfahren verbessern und erweitern k\u00f6nnen, so dass die Wissenschaftler bessere und individuellere Methoden anwenden k\u00f6nnen, um ein Ergebnis zu erzielen. <\/p>\n\n\n\n

So wie es Garcia-Fossa und Gaal getan haben.<\/p>\n\n\n\n

Heute gibt es weitere kommerzielle und nichtkommerzielle Tools zur Bearbeitung des Wundbereichs. <\/p>\n\n\n\n

Sie sind jedoch nicht so einfach wie PyScratch und erfordern vom Benutzer ein gewisses Ma\u00df an Programmierkenntnissen. Au\u00dferdem muss sich der Benutzer ganzt\u00e4gig mit ihnen besch\u00e4ftigen, was die Analyse anf\u00e4lliger f\u00fcr menschliche Fehler macht, plus die Zeit, die der Forscher ben\u00f6tigt, um alle Bilder und Daten zu analysieren.<\/p>\n\n\n\n

In dem Artikel erkl\u00e4ren die Autoren, wie die Software funktioniert. Von allen Bildern, die im Rahmen des Experiments gemacht wurden, erh\u00e4lt der Benutzer eine Datei mit kommagetrennten Werten (.cvs), eine Ausgabe, die tabellarische Daten in Klartext enth\u00e4lt. <\/p>\n\n\n\n

Der Benutzer kann die Daten dann in seiner gewohnten Routine verarbeiten. Garcia-Fossa sagt, dass das Programm f\u00fcr ihre Masterarbeit unerl\u00e4sslich war: \"Die Software wandelt die Eingabedaten in Werte um, die biologisch sinnvoll sind, wie die Geschwindigkeit der Zellwanderung. <\/p>\n\n\n\n

Dank PyScratch konnte ich die Wirkung meiner Nanopartikel auf Prostatakrebszellen besser analysieren und die Geschwindigkeit der Zellwanderung sowie den genauen Zeitpunkt f\u00fcr den guten Abschluss messen.\"<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Wenn Sie PyScratch f\u00fcr Ihre Forschung ausprobieren m\u00f6chten, ist die Software frei verf\u00fcgbar und jeder aus der wissenschaftlichen Gemeinschaft darf sie benutzen, was Garcia-Fossa und Gaal hilft, das Programm zu erweitern und zu verbessern.<\/p>\n\n\n\n

 ____<\/p>\n\n\n\n

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He has a Ph.D. and solid scientific background in Psychopharmacology and experience as a Guest Researcher at the Max Planck Institute of Psychiatry (Germany) and Researcher in D'Or Institute for Research and Education (IDOR, Brazil). Fabricio holds over 2500 citations in Google Scholar. He has 10 years of experience in small innovative businesses, with relevant experience in product design and innovation management. 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