VA
Valentina Annese
Author with expertise in Advanced Techniques in Bioimage Analysis and Microscopy
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(50% Open Access)
Cited by:
2
h-index:
11
/
i10-index:
11
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
4

CartoCell, a high-content pipeline for 3D image analysis, unveils cell morphology patterns in epithelia

Jesús Román et al.Jan 6, 2023
+12
D
C
J
SUMMARY Decades of research have not yet fully explained the mechanisms of epithelial self-organization and 3D packing. Single-cell analysis of large 3D epithelial libraries is crucial for understanding the assembly and function of whole tissues. Combining 3D epithelial imaging with advanced deep learning segmentation methods is essential for enabling this high-content analysis. We introduce CartoCell, a deep learning-based pipeline that uses small datasets to generate accurate labels for hundreds of whole 3D epithelial cysts. Our method detects the realistic morphology of epithelial cells and their contacts in the 3D structure of the tissue. CartoCell enables the quantification of geometric and packing features at the cellular level. Our Single-cell Cartography approach then maps the distribution of these features on 2D plots and 3D surface maps, revealing cell morphology patterns in epithelial cysts. Additionally, we show that CartoCell can be adapted to other types of epithelial tissues. MOTIVATION A major bottleneck in developing neural networks for cell segmentation is the need for labor-intensive manual curation in order to develop a training dataset. The present work addresses this limitation by developing an automated image analysis pipeline that utilizes small datasets to generate accurate labels of cells in complex, 3D epithelial contexts. The overall goal is to provide an automatic and feasible method to achieve high-quality epithelial reconstructions and to enable high-content analysis of morphological features, which can improve our understanding of how these tissues self-organize.
4
Citation2
0
Save
0

A quantitative principle to understand 3D cellular connectivity in epithelial tubes

Pedro Gálvez et al.Feb 20, 2020
+15
P
P
P
Apico-basal cell intercalations (scutoids) optimize packing and energy expenditure in curved epithelia. Further consequences of this new paradigm of tissue packing remain uncharacterized. In particular, how scutoids modify the 3D cellular connectivity is an open question. This property is crucial for understanding epithelial architecture and is instrumental for regulating the biological function of tissues. Here, we address this problem by means of a computational model of epithelial tubes and a biophysical approach that links geometrical descriptors with the energetic cost required to increase the cellular connectivity. Our results predict that epithelial tubes satisfy a novel quantitative principle: the "Flintstones' law". In short, cellular connectivity increases with tissue thickness/curvature in a logistic way. We confirm experimentally the existence of this principle using Drosophila's salivary glands. Our study provides methodological advances to analyze tissue packing in 3D and, more importantly, unveils a morphogenetic principle with key biological consequences.