أفيشاي برانسكي، دكتوراه في الفلسفة، الرئيس التنفيذي ومؤسس شركة PixCell – سلسلة المقابلات

أفيشاي برانسكي، دكتوراه في الفلسفة، الرئيس التنفيذي ومؤسس شركة PixCell، خبير في مجال الميكروفلويديك، مع خبرة صناعية واسعة في الفيزياء التطبيقية والبرمجيات وهندسة الأنظمة. وهو واحد من المخترعين لتقنية التركيز الزجاجي اللزج، وطرق تحليل الخلايا والقارورة الميكروفلويديكية. يحمل الدكتور برانسكي شهادة البكالوريوس في الفيزياء، وشهادة البكالوريوس في هندسة المواد، وشهادة الدكتوراه في هندسة الطب الحيوي، جميعها من معهد إسرائيل التكنولوجي.

تتمتع شركة PixCell Medical بقصة أصل interesنته، هل يمكنك شرح كيفية بدء الشركة بعد اكتشاف حادثي لظاهرة فيزيائية فريدة: التركيز الزجاجي اللزج (VEF)؟

خلال إكمالي لدرجة الدكتوراه في معهد إسرائيل التكنولوجي، كان زميلي وأنا نبحث في أجهزة ميكروفلويديكية التي يتم فيها تدفق خلايا الدم المعلقة في حلول مختلفة. قمنا بفحص الخلايا من خلال مجهر أثناء تدفقها، وكما كان متوقعاً، كانت الخلايا موزعة بشكل متساو على قناة المايكرو (جزء من جهاز الميكروفلويديك). خلال بحثنا، قمنا بتجربة حل فريد يتم استخدامه عادة في صناعة التعدين. عندما نظرنا من خلال المجهر، لم نستطع رؤية أي خلايا. كررنا هذا عدة مرات، ولا تزال لا نستطيع رؤية أي خلايا! عند التحقيق进一步، أدركنا أن جميع الخلايا كانت مركزة في مستوى واحد، ولم يكن مجهرنا مركزا على ذلك المستوى من الخلايا. كان تأثير التركيز الذي اكتشفناه قوياً للغاية، على عكس أي شيء رأيناه من قبل، حيث كانت جميع الخلايا معروضة بشكل مثالي في مستوى واحد في غضون عشرات النانومترات. كان هذا اكتشافنا لتركيز الزجاجي اللزج (VEF).

قمنا بالاقتراب من أستاذ في معهد إسرائيل التكنولوجي الذي صاغ نظرية تدعم هذا الاكتشاف. بناءً على هذا البحث، نشرنا ورقة عن VEF في واحدة من أهم المجلات الفيزيائية – الرسائل الفيزيائية.

لقد أدركت بسرعة أن VEF يمكن أن يكون مفيدًا جدًا في التطبيقات التي يتم فيها عد الخلايا أو تحليلها. تتطلب جميع هذه الطرق تركيز الخلايا لأن الخلية أقرب إلى الموقع المتوقع لها، يكون التحليل أكثر دقة. يسهل التركيز الحاد المكتسب من VEF القياسات الدقيقة بالإضافة إلى التحليل القائم على الصور لخصائص الخلايا. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب VEF كميات أقل من المواد الكيميائية مقارنة بالعدادات القياسية للخلايا، مما يجعله فعالاً من حيث التكلفة وسهلاً الاستخدام. كان هذا نقطة البداية عندما بدأنا تطوير جهاز HemoScreen لتحليل الدم، الذي تم تصميمه حول VEF بالإضافة إلى تقنيات أخرى براءة اختراع.

يجعل جهاز HemoScreen™ اختبار الدم بسيطًا، هل يمكنك شرح المهارات المطلوبة لتشغيل اختبارات الدم وما هي العملية؟

جهاز HemoScreen صغير ومتين وسهل الاستخدام، ولا يتطلب أي مهارة فنية لضبطه أو تشغيله. بالإضافة إلى ذلك، لا يتطلب صيانة أو تعديل. بسبب ذلك، يمكن لأي شخص تعلم كيفية استخدامه بسرعة من خلال قراءة الدليل السريع، من الممرضات والقائمين على الرعاية، إلى المريض نفسه.

يتضمن الجهاز عملية بسيطة من ثلاث خطوات:

• يتم أخذ قطرة دم من الإصبع وإدخالها في قارورة قابلة للتصريف تحتوي على جميع المواد الكيميائية المدمجة.
• تتم إدراج القارورة في جهاز التحليل؛ و
• في غضون 6 دقائق، يتم تسليم نتائج اختبار CBC الكامل من 5 أجزاء من الدرجة المخبرية.

ت消 هذه العملية الأخطاء الإجرائية المرتبطة بالمستخدم التي قد تؤثر على جودة نتائج الاختبار بسبب الخطوات قبل التحليل من تحضير العينة. تسليم قراءات دقيقة ل 20 معلماً دمياً قياسياً في حل.point-of-care آمن وسهل يوفر على المرضى والأطباء والنظم الصحية وقتًا وموارد كبيرة.

في الولايات المتحدة، تم الموافقة على جهاز HemoScreen للاستخدام في نقطة الرعاية (POC) مع تصنيف معقد معتدل من CLIA.

ما هي بعض الأمراض التي يمكن لجهاز HemoScreen™ الكشف عنها؟

يؤدي جهاز HemoScreen اختبار الدم الأكثر شيوعًا، وهو العد الكامل للدم (CBC)، الذي يوفر للمهنيين الصحيين صورة شاملة لصحة الشخص. بالإضافة إلى ذلك، يوفر إشارات شاملة لخلايا غير طبيعية يمكن أن تخدم كمواد كمية لمرضيات مختلفة. تحديد الخلايا غير الطبيعية مهم للغاية ولا يتوفر في نقطة الرعاية أو حتى في معامل كبيرة ومكبرة.

عندما يتعلق الأمر بالكشف عن أمراض مثل الليمفوما، و certains أنواع من سرطان الدم والتهاب شديد، يتم إطلاق خلايا الدم غير الناضجة من النخاع العظمي قبل أن تصل إلى مرحلتها الناضجة. القدرة على إشارة هذه الخلايا غير الناضجة في دم المريض هي اكتشاف مهم للغاية ويمكن أن يكتشف فقط مع أدوات عالية الجودة. في كثير من الأحيان، لا يمكن لهذه الأدوات الكشف عن جميع الخلايا غير الناضجة، مما يؤدي إلى الحاجة إلى إجراء فحوصات دم ومراجعة العينة تحت المجهر. هناك عدد أقل من الأطباء المتخصصين في فحص الخلايا.

هنا يأتي دور جهاز HemoScreen. يمكن تحليل الصور المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، بناءً على آلاف العينات من مرضيات مختلفة، تحديد الخلايا وتقديم نتائج دقيقة، مما يمثل تحولاً كبيراً في تحليل الدم السريع. باستخدام هذه التقنية، يمكن إخبار المرضى على الفور ما إذا كانوا يجب أن يذهبوا إلى المستشفى وإجراء اختبارات أكثر تحديداً لتحديد المرضية بشكل مبكر hơn مع الطرق الاختبارية الحالية.

الأمراض الأخرى التي يمكن الكشف عنها من خلال اختبار CBC لجهاز HemoScreen تشمل الليمفوما المزمنة (CLL)، والعدوى، وفقر الدم الشديد والنزيف الداخلي. إضافة الخلايا غير الطبيعية هي مؤشر قوي على أن المريض يعاني من مشكلة خطيرة تحتاج إلى تقييم进一步. بدلاً من تشخيص أمراض محددة، يوفر اختبار جهاز HemoScreen نظرة عامة على صحة المريض ويساعد في الكشف المبكر عن أمراض خطيرة. بالإضافة إلى ذلك، يساعد الطبيب في تحديد ما إذا كان ينبغي وصف المضادات الحيوية أم لا، وهو ما يصبح أكثر أهمية مع زيادة مشكلة مقاومة المضادات الحيوية للبكتيريا.

يمكن لجهاز HemoScreen™ أيضًا الكشف عن خلايا الدم غير الطبيعية التي قد تشير إلى خلايا سرطانية محتملة. هل يمكنك توضيح كيف يمكن استخدام هذا المنتج للكشف عن السرطان في مرحلة مبكرة؟

تطوير خلايا الدم في النخاع العظمي تدريجياً حتى يتم إطلاقها في مجرى الدم كواحدة من الخلايا السبعة الرئيسية. يتم عد هذه الخلايا الناضجة كجزء من اختبار CBC القياسي لأن تركيزها في الدم يخدم لتشخيص حالات مختلفة مثل العدوى وفقر الدم. ومع ذلك، في بعض الأحيان يتم إطلاق خلايا غير ناضجة، التي لم تطور بعد إلى مرحلتها الناضجة، من النخاع العظمي إلى مجرى الدم المحيطي. هذه الخلايا تسمى خلايا غير طبيعية وقد تشير إلى مرض خطير.

طريقة تحليل جهاز HemoScreen تعتمد على التصوير الرقمي للخلايا المتدفقة التي يمكن أن تُعتبر “فحوصات دم متدفقة”. يسترجع مئات الخصائص من كل خلية، على عكس الإشارات الثلاث أو الأربع التي تم الحصول عليها من قبل محللات معملية مركزية. هذا يسمح للتكنولوجيا بالتمييز بدقة بين جميع أنواع الخلايا، بما في ذلك تلك التي تكون غير طبيعية.

النسخة المعتمدة من قبل FDA من جهاز HemoScreen تحدد أنواع الخلايا البيضاء الخمسة الطبيعية وتشير بدقة إلى الخلايا غير الطبيعية. ومع ذلك، قامت شركة PixCell مؤخرًا بإنشاء نسخة جديدة تقيس وتخرج أعداد الخلايا غير الطبيعية – وهذا يشير إلى اختراق في التشخيص الهيماتولوجي حيث يمكن للأطباء الكشف عن أنواع مختلفة من السرطان في مرحلة مبكرة في الرعاية الأولية ولا يفوتون هذه الحالات الحرجة التي تتطلب تدخلاً فورياً.

يمكن لجهاز HemoScreen عده خلايا グラニlocyte غير الناضجة، وخلايا RBC المخترقة، وخلايا البلاست، والتي هي مهمة للغاية للكشف عنها، حتى عند أعداد منخفضة، لأنها قد تشير إلى أورام، وسرطان الدم، وسرطان الغدد اللمفاوية، واضطرابات الدم المزمنة التي تتطلب تدخلاً فورياً.

أحد الأشياء التي تعمل عليها شركة PixCell Medical هو تشخيص السepsis المبكر. هل يمكنك شرح التحديات الحالية وراء التشخيص المبكر للسepsis وكيف تعمل شركة PixCell Medical على مواجهة هذا التحدي؟

السepsis هو مشكلة صحية عالمية. لمكافحة السepsis، نحتاج إلى أدوات تشخيصية أفضل، واختبارات أسرع، واختبارات أكثر تحديداً. إذا كانت الاختبارات ليست محددة، لا يمكنها التمييز بين السepsis وآلام أخرى تبدو متشابهة.

تتعامل شركة PixCell Medical مع هذا التحدي من خلال تقديم اختبارات سهلة الوصول إلى علامات بيولوجية محددة تتعلق بالعدوى البكتيرية. بعضها متاح بالفعل مع اختبار CBC من 5 أجزاء، مثل عدد الخلايا البيضاء الناضجة (ANC) وعدد الخلايا البيضاء (WBC)، في حين لا يزال البعض الآخر قيد التطوير.

كما تقوم شركة PixCell بإضافة علامة بيولوجية حديثة اكتشافها: عرض توزيع الخلايا الوحيدة (MDW) إلى اختبار CBC. وقد أظهر MDW فعالية في الكشف عن السepsis خلال اللقاء الأول في قسم الطوارئ. جنباً إلى جنب مع WBC، من المتوقع أن يعزز MDW اتخاذ القرارات الطبية خلال إدارة السepsis المبكر في قسم الطوارئ. كما تم إظهار الخلايا الغرانيلية غير الناضجة، المذكورة أعلاه، كمرker جيد للكشف المبكر عن السepsis. بالإضافة إلى ذلك، تقوم شركة PixCell بتطوير اختبارات إضافية لمركبات الالتهاب مثل بروتين C-الреакتي (CRP) وبروكالسيتونين (PCT) التي يتم استخدامها على نطاق واسع في علاج السepsis.

مجموعة هذه العلامات توفر مؤشراً أكثر تحديداً لمصدر العدوى ومسار المرض. بالإضافة إلى ذلك، جعل هذه الاختبارات المتقدمة متاحة وتقديم النتائج في الوقت الفعلي سوف يؤدي إلى تحسين كبير في النتائج السريرية للمرضى المصابين بالسepsis.

كيف يستخدم الذكاء الاصطناعي في جهاز HemoScreen™ للكشف عن الأمراض والسرطان؟

يجمع جهاز HemoScreen بين تقنية التركيز الزجاجي اللزج (VEF) وتقنية الذكاء الاصطناعي وآلة الرؤية لتحليل عينة الدم بسرعة. يسبب VEF تركيز الخلايا في طبقة واحدة أثناء تدفقها، مما يسهل تحليلها البصري. ثم تقوم تقنية آلة الرؤية بتسجيل آلاف الصور من عشرات الآلاف من الخلايا، في الوقت الفعلي، مركزة بشكل مثالي أثناء تدفقها. ثم تقوم خوارزميات الذكاء الاصطناعي بتحليل هذه الصور أثناء سيرها. باستخدام معالجة الصور والخوارزميات وآلة الرؤية، يتم تحديد الخلايا وتصنيفها إلى أنواع مختلفة.

باستخدام خوارزميات التعلم الآلي التي يتم تدريبها بواسطة خبراء بشريين بناءً على عينات دم ومرضيات مختلفة، يمكنها تحديد وتصنيف أنواع فرعية مختلفة من الخلايا التي تختلف أحياناً في دقائق من مرضيات ومريض مختلف. يتم ذلك بناءً على مورفولوجيا الخلايا، وشكلها، ونمط النواة، واللون، وخصائص الخلايا الأخرى. في المجموع، تستخدم تقنية الذكاء الاصطناعي مئات الخصائص المختلفة لكل خلية لتحديد نوع الخلية، بسرعة.

ما مدى أهمية الاختبارات التشخيصية الموزعة عند الكشف عن السرطان والأمراض المعدية الأخرى في مرحلة مبكرة؟

الاختبارات التشخيصية الموزعة حيوية عند الكشف عن السرطان والأمراض المعدية الأخرى في مرحلة مبكرة. التكنولوجيا الحالية المستخدمة في المعامل المركزية لهذا الغرض تستخدم تشتت الليزر أو الحاجز الكهربائي، مما يسمح بتحليل خصائص قليلة من الخلايا، عادة أربع فقط بالمقارنة مع المئات التي يمكن لتقنيتنا تحليلها في بيئة نقطة الرعاية.

بالإضافة إلى ذلك، عملية الكشف عن السرطان والأمراض المعدية الأخرى عادة ما يتم إجراؤها من خلال عملية اختبار طويلة ومرهقة. يتم أخذ عينات الدم من المريض بعد إحالته من قبل الطبيب، وإرسالها إلى معمل مركزي للاختبار، ويمكن للمرضى انتظار أيام، حتى أسابيع، لاستلام نتائجهم. تقدم الاختبارات التشخيصية الموزعة الفرصة للطبيب لاختبار مرضاهم هناك ثم هناك، في مكتبهم، دون أي مساعدة فنية ضرورية. وأهم جزء؟ يتم استلام النتائج في غضون ست دقائق، ويمكن للطبيب إحالة مريضه مباشرة إلى الخطوة التالية الضرورية في تشخيصه.

هل هناك أي شيء آخر تود مشاركته حول شركة PixCell Medical؟

تفتخر شركة PixCell Medical بإنشاء حل لاختبار CBC البسيط الذي تم البحث عنه لعدة عقود. هذه هي المرة الأولى التي يمكن لجهاز صغير وسهل الاستخدام تقديم نتائج دقيقة متاحة وسهلة الوصول إلى من يحتاجها أكثر.

شكراً على المقابلة وسماحنا بمعرفة العمل الرائع الذي يحدث في شركة PixCell Medical.