Avishay Bransky, Ph.D., CEO og medstifter af PixCell – Intervjuerækken

Avishay Bransky, Ph.D., CEO og medstifter af PixCell, er ekspert i mikrofluidik med omfattende industrielle erfaringer inden for anvendt fysik, software og systemingeniørarbejde. Han er en af opfinderne af Viscoelastic Focusing-teknikken, celleanalysemåde og mikrofluid-baseret patron. Dr. Bransky har en bachelorgrad i fysik, en bachelorgrad i materialeteknik og en ph.d. i biomedicinsk ingeniørvidenskab, alle fra Technion Israel Institute of Technology.

PixCell Medical har en interessant oprindelseshistorie, kan du forklare, hvordan virksomheden blev startet efter at have opdaget en unik fysisk fenomen ved en tilfældighed: Viscoelastic Focusing (VEF)?

Mens jeg afsluttede min ph.d. på Technion – Israel Institute of Technology, forskede en kollega og jeg i mikrofluidiske enheder, hvor vi lod blodceller flyde, der var opløst i forskellige opløsninger. Vi inspicerede cellerne gennem et mikroskop, mens de flød, og som forventet, var cellerne jævnt fordelt over mikrokanalen (en del af den mikrofluidiske enhed). Under vores forskning eksperimenterede vi med en unik opløsning, der normalt bruges i minedriftsindustrien. Da vi kiggede gennem mikroskopet, kunne vi ikke se nogen celler. Vi gentog dette flere gange, og kunne stadig ikke se nogen celler! Ved nærmere undersøgelse opdagede vi, at alle cellerne var fokuseret i en enkelt plane, og vores mikroskop var ikke fokuseret på den plane af celler. Fokuseringseffekten, vi opdagede, var ekstremt stærk, som ingen, vi havde set før, hvor alle cellerne var perfekt aligneret i en enkelt plane inden for få nanometer fra hinanden. Dette var vores gennembrud i opdagelsen af viscoelastisk fokusering (VEF).

Vi nærmede os en professor på Technion, der udviklede en teori, der understøttede denne opdagelse. Baseret på denne forskning publicerede vi en artikel om VEF i et af de mest prestigefyldte fysiktidsskrifter – Physical Review Letters.

Jeg indså hurtigt, at VEF kunne være meget nyttigt i applikationer, hvor celler tælles eller analyseres. Disse metoder kræver alle fokusering af celler, fordi jo tættere cellen er på den position, du forventer, den skal være, jo mere præcis er analysen. Den skarpe fokusering, der opnås med VEF, muliggør meget præcise målinger samt billedbaseret analyse af cellernes egenskaber. En ekstra fordel er, at VEF kræver langt færre reagenser end standard celle-tællere, hvilket gør det kosteffektivt og let at bruge. Dette var startingpunktet, da vi begyndte at udvikle HemoScreen-hæmatologisk analyser, der var designet omkring VEF samt andre patenterede teknologier.

HemoScreen™ gør blodprøver simple, kan du forklare, hvilke færdigheder der er nødvendige for at køre blodprøverne, og hvilken processen er?

HemoScreen er lille, solid og let at bruge, og det kræver ikke nogen teknisk færdighed til opsætning eller drift. Desuden kræver det ikke vedligeholdelse eller kalibrering. På grund af dette kan enhver hurtigt lære at bruge det ved blot at læse den hurtige vejledning, fra sygeplejersker og plejepersonale til patienten selv.

Enheden indebærer en simpel tretrinsproces:

• En dråbe blod tages fra en finger og indsættes i den disposable patron, der har alle reagenser bygget ind.
• Patronen indsættes i analyseren; og
• Inden for 6 minutter leveres laboratorie-kvalitetsresultater for en fuld 5-delt differential CBC-test.

Denne proces eliminerer operatør- eller bruger-relaterede procedurer, der kan kompromittere testresultatets kvalitet på grund af de præanalytiske trin i prøveforberedningen. Levering af præcise læsninger af 20 standard blodtællingsparametre i en sikker, let og simpel punkt-til-punkt-løsning sparer patienter, kliniske og sundhedssystemer betydelige tid og omkostninger.

I USA er HemoScreen godkendt til punkt-til-punkt-brug med en CLIA-moderat kompleks vurdering.

Hvilke sygdomme kan HemoScreen™ detektere?

HemoScreen udfører den mest almindelige blodprøve, den komplette blodtælling (CBC), der giver sundhedsprofessionelle et overblik over en persons sundhed. Desuden giver det omfattende abnormal celle-markering, der kan fungere som biomarkører for forskellige sygdomme. Abnormal celle-identifikation er så vigtigt, men er ikke tilgængelig på punkt-til-punkt eller ofte endda i store, centraliserede laboratorier.

Når det kommer til at identificere sygdomme som lymfom, visse typer leukæmi og svær inflammation, frigøres for tidlige blodceller fra knoglemarven, før de når deres modne tilstand. Evnen til at markere sådanne umodne celler i en patients blod er en meget vigtig opdagelse og kan kun opdages med de højeste kvalitetsinstrumenter. Ofte kan disse instrumenter ikke detektere alle umodne celler, hvilket resulterer i, at der er behov for at udføre en blodsmær og se på prøven under et mikroskop. Der er færre og færre patologer med den nødvendige ekspertise til at gøre dette.

Dette er, hvor HemoScreen kommer ind. Vores AI-drevne billedanalyse kan, baseret på tusinder af prøver fra forskellige sygdomme, identificere cellerne og give en præcis opdagelse, der repræsenterer en enorm transformation i hurtig blodanalyse. Ved hjælp af denne teknologi kan patienter med det samme blive bedt om at gå på hospitalet og udføre mere specifikke tests for at fokusere på en sygdom langt tidligere end med nuværende testmetoder.

Andre sygdomme, der kan identificeres gennem HemoScreens CBC, omfatter kroniske lymfomer (CLL), infektion, svær anæmi og intern blødning. Tilføjelsen af abnormale celler er en stærk indikator for, at patienten har en alvorlig sag, der kræver yderligere analyse og vurdering. I stedet for at diagnostisere specifikke sygdomme giver HemoScreens test en generel oversigt over patientens sundhed og hjælper med tidlig opdagelse af alvorlige sygdomme. Desuden hjælper det lægen med at bestemme, om han skal ordinere antibiotika eller ej, hvilket bliver mere og mere vigtigt på grund af det øgende problem med antibiotikaresistens.

HemoScreen™ kan også detektere abnorme blodceller, der kan indikere potentielle kræftceller. Kan du uddybe, hvordan dette produkt kan bruges til at detektere kræft tidligt?

Blodceller udvikler sig i knoglemarven, der gradvist udvikler sig, indtil de frigøres til blodstrømmen som en af de syv hovedtyper af celler. Disse modne celler tælles som en del af den standard komplette blodtælling (CBC)-test, da deres koncentration i blod kan bruges til at diagnostisere forskellige tilstande som infektion og anæmi. Dog kan umodne celler, der endnu ikke er udviklet til deres modne tilstand, for tidligt frigøres fra knoglemarven til perifer blodstrøm. Disse celler kaldes abnorme celler og kan være indikatorer for en alvorlig sundhedsforstyrrelse.

HemoScreens analysemetode er baseret på digital billedanalyse af flydende celler, der kan opfattes som en “flydende blodsmær”. Den extractor hundredvis af funktioner fra hver celle, i modsætning til de 3-4 signaler, der erhverves af standardanalyser i centraliserede laboratorier. Dette tillader teknologien at præcist skelne mellem alle typer celler, herunder de abnorme.

Den FDA-godkendte version af HemoScreen specificerer de 5 typer normale hvide celler og markerer præcist for abnorme celler. Dog har PixCell nyligt udviklet en nyere version, der måler og udskriver tællinger af abnorme celler – dette markerer et gennembrud i hematologisk diagnostik, da læger vil kunne detektere forskellige typer kræft på et tidligt stadium på primær sundhedspleje og ikke gå glip af disse kritiske tilfælde, der kræver øjeblikkelig indgriben.

HemoScreen kan tælle umodne granulocytter, nucleerede RBC og blastceller, der er ekstremt vigtige at detektere, selv i meget lave antal, da de kan indikere myelomer, leukæmi, lymfomer og kroniske blodforstyrrelser, der kræver øjeblikkelig indgriben.

En af de ting, PixCell Medical arbejder med, er tidlig sepsisdiagnose. Kan du forklare de nuværende udfordringer bag tidlig sepsisdiagnose og hvordan PixCell Medical tackler denne udfordring?

Sepsis er et globalt sundhedsproblem. For at bekæmpe sepsis kræver vi bedre diagnostiske værktøjer, hurtigere testning og mere specifikke assays. Hvis testningen ikke er specifik, kan den ikke skelne mellem sepsis og andre tilstande, der ligner.

PixCell Medical tackler denne udfordring ved at tilbyde højtilgængelig testning af specifikke biomarkører, der er relateret til bakterielle infektioner. Nogle af disse er allerede tilgængelige med den 5-delle differential CBC, såsom den absolutte neutrofil-tælling (ANC) og hvide blodceller (WBC)-tælling, mens andre stadig er under udvikling.

PixCell tilføjer også en nyligt opdaget biomarkør: monocytdistributionens bredde (MDW) til CBC-testen. MDW er blevet vist at være effektiv for sepsisdetektion under den første nødhjælpsafdeling. I tandem med WBC forudsiges MDW yderligere at forbedre medicinsk beslutning under tidlig sepsisbehandling på nødhjælpsafdelingen. Umodne granulocytter, nævnt ovenfor, er også blevet vist at være en god tidlig markør for sepsis. Desuden udvikler PixCell yderligere assays for inflammationmarkører såsom C-reaktivt protein (CRP) og prokalcitonin (PCT), der er omfattende brugt til at styre sepsisbehandling.

Kombinationen af disse markører giver en langt mere specifik indikation af infektionskilden og sygdommens forløb. Desuden vil det at gøre disse avancerede assays tilgængelige og give resultater i realtid føre til betydeligt forbedret klinisk udfald for septiske patienter.

Hvordan bruges kunstig intelligens i HemoScreen™ til både sygdoms- og kræftdetektion?

HemoScreen kombinerer viscoelastisk fokuseringsteknologi (VEF) med patenteret kunstig intelligens (AI)-teknologi og maskinvision til at hurtigt analysere en blodprøve. VEF får cellerne til at fokusere i en enkelt lagplane, mens de flyder, hvilket faciliterer deres optiske analyse. Vores maskinvisionsteknologi optager tusinder af billeder af titusinder af celler i realtid, perfekt fokuseret, mens de flyder. Vores AI-algoritmer analyserer derefter disse billeder på flyvet. Ved hjælp af billedbehandling, algoritmer og maskinvision identificerer teknologien cellerne og klassificerer dem derefter i forskellige typer.

Med hjælp af maskinelæringsalgoritmer, der er trænet af menneskelige eksperter baseret på mange forskellige blodprøver og sygdomme, kan det identificere og klassificere forskellige undergrupper af celler, der af og til kan adskille sig i nuancer fra forskellige patienter og sygdomme. Dette sker alt baseret på cellernes morfologi, former, kerneform, farve og andre celleegenskaber. Samlet set bruger vores AI-teknologi hundredvis af forskellige funktioner af hver celle til at bestemme, hvilken type celle det er, hurtigt.

Hvor vigtigt er decentral diagnostisk testning, når det kommer til at diagnostisere kræft og andre infektionssygdomme tidligt?

Decentral diagnostisk testning er afgørende, når det kommer til at diagnostisere kræft og andre infektionssygdomme tidligt. Nuværende teknologier, der bruges i centraliserede laboratorier til dette formål, bruger laser-spredning eller elektrisk impedance, der kun tillader analyse af få egenskaber af cellen, normalt kun omkring tre eller fire i sammenligning med hundredvis af funktioner, vores teknologi kan analysere i en punkt-til-punkt-indstilling.

Desuden er processen med at diagnostisere kræft og andre infektionssygdomme normalt en lang og trættende testproces. Blodprøver tages fra patienten efter lægens henvisning, sendes til et centraliseret laboratorium til testning og patienterne kan vente dage, endda uger, for at modtage deres resultater. Decentral diagnostik giver lægerne mulighed for at teste deres patienter der og då, i deres egen klinik, uden nogen teknisk assistance nødvendig. Og det vigtigste? Resultaterne modtages inden for 6 minutter, og lægen kan henviser patienten direkte til det næste nødvendige skridt i deres diagnose.

Er der noget andet, du gerne vil dele om PixCell Medical?

PixCell Medical er stolte af at have skabt en løsning for en simpel CBC-test, der er blevet søgt i flere årtier. Dette er første gang, en miniature, letanvendelig enhed kan give så præcise resultater, der er let tilgængelige og tilgængelige for dem, der har brug for det mest.

Tak for interviewet og for at lade os vide om det fantastiske arbejde, der sker på PixCell Medical.