VR i kampen mot sjukdom

Avancerade tekniker inom DNA- och RNA-sekvensering har på ett dramatiskt sätt öppnat upp för att kunna studera enskilda celler i vävnader på ett mer genomgripande sätt än som tidigare var möjligt.

Shamit Soneji, forskare inom bioinformatik vid Lunds universitet. Foto: Åsa Hansdotter, Lunds universitet

– Ett sätt att använda sekvensering är när man mäter genaktiviteten i enskilda celler. Det är viktigt till exempel när man analyserar sällsynta celltyper eller vill skilja cancerceller från normala celler. För att kunna få en ordentlig bild krävs att man undersöker tusentals celler, vilket i sin tur skapar enorma mängder numerisk data, säger Shamit Soneji, forskare vid Lunds universitet.

Den stora utmaningen med sekvenseringsteknikerna är att de skapar stora mängder data och kräver omfattande databehandling för att man ska kunna förstå de komplexa biologiska processerna och tolka all information. Analysen görs av specialister – bioinformatiker – vilka skriver och skapar den mjukvara som krävs för detta.

Men Shamit Soneji, som själv är bioinformatiker, har upptäckt behovet av mer interaktiva och åskådliga metoder för att visualisera data så att forskare själva – utan kunskaper i bioinformatik – lättare ska kunna analysera informationen. Han kontaktade därför LTH för att inleda samarbetsprojektet med hjälp av deras experter inom VR

– Shamit Sonejis initiativ visar vilken oerhörd potential VR-tekniken bär på. Att kunna gå runt i sin egen data och manipulera den på ett intuitivt och smidigt sätt ger en helt annan förståelse. Jag skulle faktiskt gå så långt som att påstå att man tänker annorlunda i VR, tack vare teknikens unika förmåga att involvera kroppen i analysarbetet, säger Mattias Wallergård

Arbetet har utmynnat i mjukvaran CellexalVR som är en virtuell verklighetsmiljö vilken gör det möjligt för forskare att med intuitiva verktyg, utforska all sin data på ett och samma ställe. 3D-kartor byggs upp över de cellpopulationer som utvunnits från den genetiska och mycket komplicerade informationen och forskaren kan tydligt se vilka gener som är aktiva när vissa celltyper bildas. Med hjälp av VR-glasögon ser forskaren hela universumet av cellpopulationer framför sina ögon och kan med två handkontroller välja ut intressanta celler från dessa interaktiva 3D-kartor för att se hur celler relaterar till varandra och därmed skilja sjuka celler från friska.

Eftersom utrymme inte är ett bekymmer, är det även möjligt att ha flera cellkartor i samma ”rum” och jämföra dem sida vid sida, något som är svårt på en traditionell datorskärm. Forskare kan också träffas i VR-världen för att analysera data tillsammans, även om de befinner sig på olika ställen geografiskt.

– Även om man inte är datorvan, är den här typen av analys öppen för alla. En virtuell värld i detta sammanhang är ett helt nytt forskningsområde som har en enorm potential för att forskare ska få tillgång till och kunna processa information på ett mer interaktivt sätt, avslutar Shamit Soneji.

CellexalVR som är en virtuell verklighetsmiljö vilken gör det möjligt för forskare att med intuitiva verktyg, utforska all sin data på ett och samma ställe. 3D-kartor byggs upp över de cellpopulationer som utvunnits från den genetiska och mycket komplicerade informationen och forskaren kan tydligt se vilka gener som är aktiva när vissa celltyper bildas. Med hjälp av VR-glasögon ser forskaren hela universumet av cellpopulationer framför sina ögon och kan med två handkontroller välja ut intressanta celler från dessa interaktiva 3D-kartor för att se hur celler relaterar till varandra och därmed skilja sjuka celler från friska. Fotograf: Bildkälla Shamit Soneji

Publikation: ”CellexalVR: A virtual reality platform to visualize and analyze single-cell omics data”
iScience, 27 oktober 2021, DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103251

Mjukvaran kan laddas ner gratis från https://www.cellexalvr.med.lu.se/.
Arbetet är finansierat med stöd av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Cancerfonden, och StemTherapy.