GAN-based Virtual Re-Staining: A Promising Solution for Whole Slide Image Analysis

Histopathological cancer diagnosis is based on visual examination of stained tissue slides. Hematoxylin and eosin (H\&E) is a standard stain routinely employed worldwide. It is easy to acquire and cost effective, but cells and tissue components show low-contrast with varying tones of dark blue and pink, which makes difficult visual assessments, digital image analysis, and quantifications. These limitations can be overcome by IHC staining of target proteins of the tissue slide. IHC provides a selective, high-contrast imaging of cells and tissue components, but their use is largely limited by a significantly more complex laboratory processing and high cost. We proposed a conditional CycleGAN (cCGAN) network to transform the H\&E stained images into IHC stained images, facilitating virtual IHC staining on the same slide. This data-driven method requires only a limited amount of labelled data but will generate pixel level segmentation results. The proposed cCGAN model improves the original network \cite{zhu_unpaired_2017} by adding category conditions and introducing two structural loss functions, which realize a multi-subdomain translation and improve the translation accuracy as well. % need to give reasons here. Experiments demonstrate that the proposed model outperforms the original method in unpaired image translation with multi-subdomains. We also explore the potential of unpaired images to image translation method applied on other histology images related tasks with different staining techniques

Jelzett lipoproteinek érelmeszesedéses és daganatos sejt kötődésének tanulmányozása = Study on the attachment of labelled lipoproteins to the atheromas and tumor-cells

Jelzett lipoprotein és liposzóma alegységeket állítottunk elő, és ezeket nyomjelzőként felhasználtuk állatkísérletekben a daganatos és érelváltozások kimutatására, valamint a keringő vér mononukleáris sejtjeinek liposzóma és LDL fagocitózisának vizsgálatára. Ultracentrifugás módszerrel emberi és kísérleti állatok véréből előállítottuk és azonosítottunk lipoprotein származékokat. Az általunk kidolgozott analitikai ultracentrifugás módszerrel vizsgáltuk az ún. ''small-dense'' LDH alegységeket tartalmazó vérmintákat és olyan mikroemulziókat állítottunk elő, amelyekkel leképezhetők a lipoproteinek lipid összetevői. Módosított és jelzett lipoproteinek/liposzómák vizsgálatát, emberi daganatot hordozó csupasz egerekben és érelmeszesedéses nyulakban végeztük. Szcintigráfiás vizsgálatokkal megállapítottuk a daganatok kimutatásához legalkalmasabb lipoprotein és liposzóma alegységeket. Ki tudtuk mutatni egerekben a beültetett, ill. kutyákban spontán kialakuló daganatos sejtek lokalizációját. Nyúlvérből, táp hatására képződő lipoprotein alegységeket választottunk el ultracentrifugával. A LDL alegység lipid részeiből liposzómákat készítettünk a plakkok kimutatására. A LDL-liposzómát 99mTc-mal jeleztük. A szcintigráfiás vizsgálatokkal megállapítottuk, hogy a kísérletes hiperkoleszterinémiás nyulakban a 99mTc-vel jelzett liposzóma eloszlása eltér az egészséges állatokétól és kimutatja az érelmeszesedéses felrakódásokat. Megállapítottuk, hogy az endotoxin kis mennyiségének vivőérbe adása fokozza a koleszterines tápon tartott állatok érelmeszesedését. | We have prepared radiolabeled lipoproteins and liposomes and used as radiotracers for the scintigraphic delineation of experimental atherosclerotic lesions and tumor cells in animal models as well as for in vitro uptake of monocyta cells. Preparative ultracentrifugation was applied for the isolation of the major lipoprotein density classes from human and animals blood samples. Analytical ultracentrifugation methods were developed for the investigation of native and modified lipoproteins. We have prepared liposomes from natural and synthetic lipids which closely mimic the metabolic behavior of the lipid fragments of lipoproteins to targeted receptors. The radiolabeling of LDL and liposomes were tested in atherosclerosis and in various cancers. Rabbits fed a diet containing 1 % cholesterol for 60 days to develop hyperlipidemia and atheromatous aortic plaques, which were tested with 99mTc labeled LDL and liposomes. In vivo scintigraphy of rabbits revealed visible signal corresponding to atherosclerotic plaques of aorta and carotid arteries. It was established that endotoxin has increased the development of plaques. In nude mice developed human tumor cells were also detected. Radiolabeled LDL and liposomes with similar features to lipoproteins offer the promising approach to identify the local metabolic fate of these compounds in vascular tissues and tumour tissues, and should be good tracer for the scintigraphic studies of aterosclerosis and cancer