Avishay Bransky, Ph.D., director general y cofundador de PixCell, es experto en microfluídica, con amplia experiencia industrial en física aplicada, ingeniería de software y sistemas. Es uno de los inventores de la técnica de enfoque viscoelástico, los métodos de análisis celular y el cartucho basado en microfluidos. El Dr. Bransky tiene un BA en Física, B.Sc. en Ingeniería de Materiales, y un Ph.D. en Ingeniería Biomédica, todos del Technion Israel Institute of Technology.
PixCell Medical tiene una interesante historia de origen, ¿puede explicar cómo se inició la empresa después de descubrir accidentalmente un fenómeno físico único: el enfoque viscoelástico (VEF)?
Mientras completaba mi doctorado en Technion, el Instituto de Tecnología de Israel, un colega y yo estábamos investigando dispositivos de microfluidos en los que fluíamos células sanguíneas que estaban suspendidas en varias soluciones. Inspeccionamos las células a través de un microscopio mientras fluían y, como era de esperar, las células se dispersaron uniformemente a través del microcanal (parte del dispositivo de microfluidos). Durante nuestra investigación, experimentamos con una solución única que se usa típicamente en la industria minera. Cuando miramos a través del microscopio, no pudimos ver ninguna célula. Repetimos esto varias veces, ¡y todavía no pudimos ver ninguna celda! Luego de una mayor investigación, nos dimos cuenta de que todas las células estaban enfocadas en un solo plano, y nuestro microscopio no estaba enfocado en ese plano de células. El efecto de enfoque que descubrimos fue extremadamente fuerte, diferente a cualquiera que hayamos visto, en el que todas las células estaban perfectamente alineadas en un solo plano con una separación de decenas de nanómetros. Este fue nuestro avance en el descubrimiento del enfoque viscoelástico (VEF).
Nos acercamos a un profesor del Technion que ideó una teoría que respaldaba este descubrimiento. En base a esta investigación, nos publicó un artículo sobre VEF en una de las revistas de física más prestigiosas: Physical Review Letters.
Rápidamente me di cuenta de que VEF podría ser muy útil en aplicaciones donde se cuentan o analizan células. Todos estos métodos requieren el enfoque de las celdas porque cuanto más cerca esté la celda de la posición esperada, más preciso será el análisis. El enfoque nítido logrado por VEF facilita mediciones altamente precisas, así como el análisis basado en imágenes de las características de las células. Un beneficio adicional es que VEF requiere muchos menos reactivos que los contadores de células estándar, lo que lo hace rentable y fácil de usar. Este fue el punto de partida cuando comenzamos a desarrollar el analizador de hematología HemoScreen, que fue diseñado en torno a VEF y otras tecnologías patentadas.
El HemoScreen™ simplifica los análisis de sangre. ¿Puede explicar las habilidades necesarias para realizar los análisis de sangre y cuál es el proceso?
El HemoScreen es pequeño, resistente y fácil de usar, y no requiere ninguna habilidad técnica para configurarlo u operarlo. Además, no requiere mantenimiento ni calibración. Debido a esto, cualquiera puede aprender rápidamente a usarlo con solo leer la guía rápida, desde enfermeras y cuidadores hasta el propio paciente.
El dispositivo implica un proceso simple de tres pasos:
- Se toma una gota de sangre de un dedo y se inserta en el cartucho desechable que tiene todos los reactivos incorporados.
- El cartucho se inserta en el analizador; y
- En 6 minutos, se entregan resultados con calidad de laboratorio para una prueba completa de CBC diferencial de 5 partes.
Este proceso elimina los errores de procedimiento relacionados con el operador o el usuario que pueden comprometer la calidad del resultado de la prueba debido a los pasos preanalíticos de la preparación de la muestra. La entrega de lecturas precisas de 20 parámetros de conteo sanguíneo estándar en una solución de punto de atención segura, fácil y simple ahorra a los pacientes, médicos y sistemas de salud una cantidad significativa de tiempo y costos.
En los EE. UU., el HemoScreen está aprobado para uso en el punto de atención (POC) con una clasificación CLIA de complejidad moderada.
¿Cuáles son algunas de las enfermedades que detecta HemoScreen™?
El HemoScreen realiza el análisis de sangre más común, el hemograma completo (CBC), que brinda a los profesionales de la salud una imagen general de la salud de una persona. Además, proporciona un marcado completo de células anormales que pueden servir como biomarcadores para diferentes patologías. La identificación de células anormales es muy importante, pero no está disponible en el punto de atención o, a menudo, incluso en grandes laboratorios centralizados.
Cuando se trata de identificar enfermedades como el linfoma, ciertos tipos de leucemia e inflamación severa, las células sanguíneas prematuras se liberan de la médula ósea antes de alcanzar su estado de madurez. La capacidad de marcar tales células inmaduras en la sangre de un paciente es un hallazgo muy importante y solo puede descubrirse con instrumentos de la más alta calidad. A menudo, estos instrumentos no pueden detectar todas las células inmaduras, lo que resulta en la necesidad de hacer un frotis de sangre y observar la muestra bajo un microscopio. Cada vez hay menos patólogos con la experiencia para hacer esto.
Aquí es donde entra en juego HemoScreen. Nuestro análisis de imágenes impulsado por IA puede, basándose en miles de muestras de diferentes patologías, identificar las células y dar un resultado preciso, lo que representa una gran transformación en el análisis rápido de sangre. Usando esta tecnología, se puede decir inmediatamente a los pacientes si deben ir al hospital y realizar pruebas más específicas para concentrarse en una patología mucho antes que con los métodos de prueba actuales.
Otros trastornos que se pueden identificar a través del CBC de HemoScreen incluyen linfomas crónicos (LLC), infecciones, anemia grave y hemorragia interna. La adición de células anormales es un fuerte indicador de que el paciente tiene un problema grave que debe analizarse y evaluarse más a fondo. En lugar de diagnosticar enfermedades específicas, la prueba de HemoScreen brinda una visión general de la salud del paciente y ayuda en la detección temprana de patologías graves. Además, ayuda al médico a determinar si recetar antibióticos o no, lo que se está volviendo más importante con el creciente problema de la resistencia microbiana a los antibióticos.
El HemoScreen™ también puede detectar células sanguíneas anormales que pueden indicar posibles células cancerosas. ¿Puede dar más detalles sobre cómo se puede usar este producto para detectar el cáncer temprano?
Los glóbulos se desarrollan en la médula ósea y evolucionan gradualmente hasta que se liberan al torrente sanguíneo como uno de los 7 tipos principales de células. Estas células maduras se cuentan como parte de la prueba estándar de conteo sanguíneo completo (CBC), ya que su concentración en la sangre sirve para diagnosticar diversas afecciones, como infecciones y anemia. Sin embargo, en ocasiones, las células inmaduras, que aún no se han desarrollado en su estado maduro, se liberan prematuramente de la médula ósea al torrente sanguíneo periférico. Estas células se conocen como células anormales y pueden ser indicativas de un trastorno de salud grave.
El método de análisis HemoScreen se basa en imágenes digitales de células que fluyen, que pueden percibirse como un «frotis de sangre que fluye». Extrae cientos de características de cada celda a diferencia de las 3-4 señales obtenidas por los analizadores estándar en laboratorios centralizados. Esto permite que la tecnología diferencie con precisión entre todos los tipos de células, incluidas aquellas que son anormales.
La versión aprobada por la FDA de HemoScreen especifica los 5 tipos de glóbulos blancos normales y marca con precisión las células anormales. Sin embargo, PixCell ha presentado recientemente una versión más nueva que mide y emite los recuentos de células anormales; esto significa un gran avance en el diagnóstico hematológico, ya que los médicos podrían detectar diferentes tipos de cáncer en una etapa más temprana en la atención primaria y no pasar por alto estos. casos críticos que requieren una intervención inmediata.
El HemoScreen puede contar granulocitos inmaduros, glóbulos rojos nucleados y células blásticas, cuya detección es extremadamente importante, incluso en cantidades muy bajas, ya que pueden indicar mielomas, leucemias, linfomas y trastornos sanguíneos crónicos que requieren una intervención inmediata.
Una de las cosas en las que PixCell Medical está trabajando es en el diagnóstico temprano de sepsis. ¿Puede explicar los desafíos actuales detrás del diagnóstico temprano de la sepsis y cómo PixCell Medical está abordando este desafío?
La sepsis es un problema de salud mundial. Para combatir la sepsis, necesitamos mejores herramientas de diagnóstico, pruebas más rápidas y ensayos más específicos. Si la prueba no es específica, no puede diferenciar entre sepsis y otras condiciones que parecen similares.
PixCell Medical está abordando este desafío al proporcionar pruebas altamente accesibles para biomarcadores específicos que están relacionados con infecciones bacterianas. Algunos ya están disponibles con el CBC diferencial de 5 partes, como el recuento absoluto de neutrófilos (ANC) y el recuento de glóbulos blancos (WBC), mientras que otros aún están en desarrollo.
PixCell también está agregando un biomarcador descubierto recientemente: el ancho de distribución de monocitos (MDW) a la prueba de CBC. Se ha demostrado que el MDW es efectivo para la detección de sepsis durante el encuentro inicial en el departamento de emergencias. Junto con WBC, se predice que MDW mejorará la toma de decisiones médicas durante el manejo temprano de la sepsis en el departamento de emergencias. También se ha demostrado que los granulocitos inmaduros, mencionados anteriormente, son un buen marcador temprano de sepsis. Además, PixCell está desarrollando más ensayos para marcadores de inflamación como la proteína C reactiva (PCR) y la procalcitonina (PCT) que se utilizan ampliamente en el manejo del tratamiento de la sepsis.
La combinación de estos marcadores ofrece una indicación mucho más específica del origen de la infección y el curso de la enfermedad. Además, hacer que estos ensayos avanzados sean accesibles y proporcionar resultados en tiempo real conduciría a un resultado clínico significativamente mejorado para los pacientes sépticos.
¿Cómo se utiliza la inteligencia artificial en HemoScreen™ para la detección de enfermedades y cáncer?
HemoScreen combina tecnología de enfoque viscoelástico (VEF) con tecnología patentada de inteligencia artificial (IA) y visión artificial para analizar rápidamente una muestra de sangre. VEF hace que las células se enfoquen en un plano de una sola capa a medida que fluyen, lo que facilita su análisis óptico. Nuestra tecnología de visión artificial luego captura miles de imágenes de decenas de miles de células, en tiempo real, perfectamente enfocadas a medida que fluyen. Nuestros algoritmos de IA luego analizan estas imágenes sobre la marcha. Usando procesamiento de imágenes, algoritmos y visión artificial, la tecnología identifica las células y luego las clasifica en diferentes tipos.
Utilizando algoritmos de aprendizaje automático entrenados por expertos humanos en función de muchas muestras de sangre y patologías diferentes, puede identificar y clasificar diferentes subtipos de células que a veces difieren en matices de diferentes pacientes y patologías. Todo esto se hace en función de las morfologías, las formas, la forma del núcleo, el color y otras propiedades de las células. En total, nuestra tecnología de IA utiliza cientos de características diferentes de cada celda para poder determinar rápidamente qué tipo de celda es.
¿Qué importancia tienen las pruebas de diagnóstico descentralizadas cuando se trata de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas en forma temprana?
Las pruebas de diagnóstico descentralizadas son vitales cuando se trata de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas en forma temprana. Las tecnologías actuales que se utilizan en los laboratorios centralizados para este propósito utilizan la dispersión láser o la impedancia eléctrica, que permiten el análisis de muy pocas propiedades de la celda, generalmente solo unas tres o cuatro en comparación con los cientos que nuestra tecnología puede analizar en un punto de vista. entorno de atención.
Además, el proceso de diagnóstico exitoso del cáncer y otras enfermedades infecciosas generalmente se realiza a través de un proceso de prueba largo y tedioso. Se toman muestras de sangre del paciente después de la remisión de su médico, se envían a un laboratorio centralizado para su análisis y luego los pacientes pueden esperar días, incluso semanas, para recibir sus resultados. El diagnóstico descentralizado brinda a los médicos la oportunidad de evaluar a sus pacientes en ese momento y lugar, en su propia oficina, sin necesidad de asistencia técnica. ¿Y la parte más importante? Los resultados se reciben en seis minutos y el médico puede derivar a su paciente directamente al siguiente paso necesario en su diagnóstico.
¿Hay algo más que le gustaría compartir sobre PixCell Medical?
PixCell Medical se enorgullece de haber creado una solución para una prueba de CBC simple que se ha buscado durante varias décadas. Esta es la primera vez que un instrumento en miniatura y fácil de usar puede proporcionar resultados tan precisos que están fácilmente disponibles y accesibles para quienes más los necesitan.
Gracias por la entrevista y por informarnos sobre el increíble trabajo que se está realizando en PixCell Médico.