现代药物发现正在从单终点分析转向更复杂的分析，即查询单细胞和群体对化学物质和基因操作的反应。其中一种检测方法，细胞涂色，是设计用来使用成像来突出细胞亚结构，并通过图像分析管道，量化细胞状态的变化。这种类型的分析通常需要强大的计算资源，并导致非常大的数据集，难以在单个细胞水平上轻松解释，导致数据平均可能模糊细胞群体响应的潜在异质性。
由贝勒医学院、德克萨斯A&M大学和休斯顿大学的研究人员开发的一种名为SPACe（细胞快速表型分析）的新开源图像分析平台，将为研究人员提供一种强大的工具，以有效的方式分析这些大型数据集，同时包括评估异质人群中不同的单细胞反应。
SPACe支持在标准计算机上进行大型成像数据分析
SPACe解决了学术实验室和小型机构面临的一个重大限制：分析大量成像数据所需的计算资源。
“制药行业已经习惯于将复杂的数据简化为单一指标。分子和细胞生物学教授、位于贝勒医学院和TAMU生物科学与技术研究所的墨西哥湾沿岸高级显微镜和图像信息学联合中心主任Michael Mancini博士说：“这个平台使我们摆脱了这种方法，而是捕捉细胞反应的全部多样性，提供更丰富、更有信息量的数据，可以揭示药物开发的新途径。”“这个新平台是开源的，任何人都可以使用。我们看到这对学术和制药研究界都产生了影响。”
虽然制药公司历来依赖于高性能的云计算系统来分析这些数据，但新平台的设计甚至可以让使用标准计算机的研究人员访问，从而降低了复杂细胞分析的进入门槛。
SPACe让我们对药物如何与数千个细胞相互作用有了更细致的了解
该平台的核心是改进现有方法，使其能够分析由越来越快的自动化成像平台产生的数千个单个细胞，并更好地捕捉生物过程的可变性。这一创新使我们能够更细致地了解药物如何与细胞相互作用，揭示细胞死亡之外的机制，如细胞特征及其单个内部结构（如细胞核、核仁、线粒体、细胞骨架和细胞质）的变化。总的来说，这些额外的信息增加了一个重要的、扩展的维度，可以促进对药物作用机制的进一步了解。
“该平台允许识别药物的无毒作用，例如细胞形状的改变或对特定内部结构的影响，这些通常被传统的主要关注细胞活力的检测所忽视，”法比奥·斯托西博士说，他目前是圣裘德儿童研究医院的高级科学家，也是贝勒大学开发该平台期间的主要作者。
Stossi补充说，SPACe可以分析数千个细胞，允许在标准计算机上进行大规模的药物筛选，这使得不同规模的实验室都可以使用这一过程，并帮助更多的研究人员一起工作。
Stossi说：“这个工具可能会改变我们理解细胞生物学和发现新药的方式。”“通过捕捉细胞反应的全部复杂性，我们正在为超越毒性的药物发现打开新的大门。”
休斯顿大学的Demetrio Labate博士说：“该平台结合了用Python实现的最先进的细胞检测和特征提取例程，确保了高计算效率、可移植性和额外的灵活性。”
有兴趣使用该平台的研究人员可以通过Github访问https://github.com/dlabate/SPACe。该团队计划通过与其他机构和研究中心的合作，继续扩大其能力。
其他为SPACe的研究和发展做出贡献的人包括：Pankaj K. Singh、Michela Marini、Kazem Safari、Adam T. Szafran、Alejandra Rivera Tostado、Christopher D. Candler、Maureen G. Mancini、Elina A. Mosa、Michael J. Bolt和Demetrio Labate。他们隶属于贝勒医学院、德克萨斯农工大学或休斯顿大学。
本项目的软件开发、实验方法和成像得到了GCC高级显微镜和图像信息学中心（CAMII，德克萨斯州癌症预防与研究所（CPRIT） RP170719）、贝勒医学院综合显微镜核心（由美国国立卫生研究院拨款DK56338、CA125123、ES030285、699 S10OD030414）和CPRIT拨款RR200043的支持。
