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

Avishay Bransky, Ph.D., CEO og medstifter af PixCell, er en ekspert i mikrofluidik med omfattende erhvervserfaring inden for anvendt fysik, software og systemingeniørarbejde. Han er en af opfinderne af Viscoelastic Focusing-teknikken, celleanalysemåde og den mikrofluidiske cartridge. 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 fænomen: Viscoelastic Focusing (VEF)?

Under min ph.d.-afhandling på Technion – Israel Institute of Technology, forskede en kollega og jeg i mikrofluidiske enheder, hvor vi fik blodceller til at flyde 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 minedrift. 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. Fokuseffekten, vi opdagede, var ekstremt stærk, ulig noget, vi havde set før, hvor alle cellerne var perfekt aligneret i en enkelt plane inden for få nanometer. Dette var vores gennembrud i opdagelsen af viscoelastic focusing (VEF).

Vi kontaktede 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 anvendelser, 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 startingpointet, da vi begyndte at udvikle HemoScreen-hæmatologisk analyzer, der var designed 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 simpel 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 vejledningen, fra sygeplejersker og plejepersonale til patienten selv.

Enheden indebærer en simpel tretrinsproces:

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

Denne proces eliminerer operatør- eller brugerrelaterede procedurer fejl, der kan kompromittere testresultatkvaliteten 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™ détectere?

HemoScreen udfører den mest almindelige blodprøve, den komplette blodtælling (CBC), der giver sundhedsprofessionelle en samlet billed af en persons sundhedsstatus. Derudover giver det omfattende abnormal celle-flagning, der kan fungere som biomarkører for forskellige patologier. 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 alvorlig inflammation, frigøres for tidlige blodceller fra knoglemarven, før de når deres modne tilstand. Evnen til at flagge 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 détectere alle umodne celler, hvilket resulterer i, at der skal udføres en blodsmær og undersøges under et mikroskop. Der er færre og færre patologer med den nødvendige ekspertise til at gøre dette.

Her kommer HemoScreen ind. Vores AI-drevne billedanalyse kan, baseret på tusinder af prøver fra forskellige patologier, identificere cellerne og give en præcis opdagelse, der repræsenterer en enorm transformation i hurtig blodanalyse. Ved hjælp af denne teknologi kan patienter meddeles omgående, om de skal gå til hospitalet og udføre mere specifikke tests for at fokusere på en patologi langt tidligere end med nuværende testmetoder.

Andre forstyrrelser, der kan identificeres gennem HemoScreens CBC, omfatter kroniske lymfomer (CLL), infektion, alvorlig 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 diagnosticere specifikke sygdomme giver HemoScreens test en generel oversigt over patientens sundhedsstatus og hjælper med tidlig opdagelse af alvorlige patologier. Desuden hjælper det lægen med at afgøre, om de skal ordinere antibiotika eller ej, hvilket bliver mere og mere vigtigt på grund af det øgende problem med antibiotikaresistens.

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

Blodceller udvikler sig i knoglemarven, der langsomt udvikler sig, indtil de frigøres i 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 diagnosticere forskellige tilstande som infektion og anæmi. Dog frigøres umodne celler, der endnu ikke er udviklet til deres modne tilstand, nogle gange for tidligt 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 standard analyser i centraliserede laboratorier. Dette muliggør teknologien at præcist differentiere mellem alle typer celler, herunder de abnormale.

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

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

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

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

PixCell Medical tackler denne udfordring ved at tilbyde højtilgængelig testning af specifikke biomarkører, der er relateret til bakterieinfektioner. 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: monocytdistributionbredde (MDW) til CBC-testen. MDW er blevet vist effektiv for sepsis-détion under den initielle akutafdelingsmøde. I tandem med WBC er MDW yderligere forudsigelse til at forbedre medicinsk beslutning under tidlig sepsisbehandling på akutafdelingen. 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-reaktiv protein (CRP) og procalcitonin (PCT), der er omfattende brugt i behandling af sepsis.

Kombinationen af disse markører giver en langt mere specifik indikation af infektionskilden og sygdomsforløbet. Desuden vil det at gøre disse avancerede assays tilgængelige og give resultater i realtid føre til betydeligt forbedret klinisk resultat for sepsispatienter.

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

HemoScreen kombinerer viscoelastic fokuseringsteknologi (VEF) med patenteret kunstig intelligens (AI)-teknologi og maskinvision til at hurtigt analysere en blodprøve. VEF får cellerne til at fokuserere i en enkelt lagplane, mens de flyder, hvilket faciliterer deres optiske analyse. Vores maskinvisionsteknologi fanger derefter 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.

Ved hjælp af maskinelæringsalgoritmer, der er trænet af menneskelige eksperter baseret på mange forskellige blodprøver og patologier, kan det identificere og klassificere forskellige under-typer af celler, der nogle gange kan adskille sig i nuancer fra forskellige patienter og patologier. Dette sker alt sammen baseret på cellernes morfologi, former, nucleusform, farve og andre celleegenskaber. I alt bruger vores AI-teknologi hundredvis af forskellige funktioner af hver celle til at bestemme, hvilken type celle det er, hurtigt.

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

Decentraliseret diagnostisk testning er vital, når det kommer til at détectere kræft og andre infektionssygdomme tidligt. Nuværende teknologier, der bruges i centraliserede laboratorier til dette formål, bruger laser-spredning eller elektrisk impedance, der kun muliggør analyse af få celleegenskaber, 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 détectere kræft og andre infektionssygdomme normalt en lang og trættende testproces. Blodprøver tages fra patienten efter lægens henvisning, sendes til et centraliseret laboratorium til test, og patienter kan vente dage, endda uger, for at modtage deres resultater. Decentraliseret diagnostik giver læger mulighed for at teste deres patienter der og då, i deres egen konsultation, uden nogen teknisk assistance nødvendig. Og det vigtigste? Resultater modtages inden for 6 minutter, og lægen kan henvise patienten direkte til det næste nødvendige skridt i diagnosen.

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 har været efterspurgt i flere årtier. Dette er første gang, en miniatur, let-at-bruge instrument 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.