Neuritescan : um pacote R para análise de neuritos

Abstract

Resumo: Para compreender doenças neurológicas é imprescindível analisar a morfologia e as funções dos neurônios. As funções neuronais são diretamente ligadas às conexões entre os neurônios. Estas conexões ocorrem nos encontros de prolongamentos celulares chamados neuritos (axônios e dendritos) de modo que a análise de neuritos tem significativa importância em estudos da morfologia celular e sua resposta em estudos de neurotoxicidade. Para esse propósito, foi desenvolvido o pacote R neuriteScan com o objetivo de retornar ao usuário a densidade de neuritos em uma imagem. O algoritmo do pacote R neuriteScan tem como diferencial uma etapa de pré-processamento além de oferecer suporte à análise de imagens em larga escala. A implementação do algoritmo inclui funções e m R e a utilização de módulos Python e uma versão inicial do pacote neuriteScan está disponível atualmente para download através do repositório GitHub. Os resultados obtidos pelo pacote R neuriteScan com imagens teste de fluorescência 2D de linhagem celular de neuroblastoma demonstraram a obtenção de medidas úteis sobre a densidade de neuritos tais como a densidade de neuritos por célula, densidade de neuritos por área de citoplasma entre outras medidas. A disponibilidade do pacote R neuriteScan e as medidas fornecidas por este agregam rapidez e automatização aos estudos de neurotoxicidade, ao ofertar uma maneira mais objetiva e otimizada de realizar a análise de imagens de neuritos.

Abstract: To understand neurological diseases, it's essential to analyze the morphology and functions of neurons. Neuronal functions are directly linked to connections between neurons. These connections occur in the meeting of cell extensions called neurites (axons and dendrites) which makes the analysis of neurites a significant research study in cell morphology observation and its response in neurotoxicity studies. For this purpose, the R neuriteScan package was developed with the objective of returning to the user the neurite density in an image. The neuriteScan R package algorithm features a pre-processing step as a differential, in addition to supporting large-scale image analysis. The algorithm implementation includes functions in R and the use of Python modules. An initial version of the neuriteScan package is currently available for download through the GitHub repository. The results obtained by the neuriteScan R package with 2D fluorescence test images of neuroblastoma cell lineage demonstrated useful measures of neurite density such as neurite density per cell, neurite density per cytoplasm area, among other measures. The availability of the R neuriteScan package and the measures provided by it add speed and automation to neurotoxicity studies, by offering a more objective and optimized way to perform the analysis of neurite images.