Avishay Bransky, Ph.D., CEO y co-fundador de PixCell – Serie de entrevistas

Avishay Bransky, Ph.D., CEO y co-fundador de PixCell, es un experto en microfluidos, con una amplia experiencia industrial en física aplicada, software y ingeniería de sistemas. Es uno de los inventores de la técnica de enfoque viscoelástico, métodos de análisis de células y cartucho microfluidico. El Dr. Bransky tiene un título de licenciatura en Física, un título de licenciatura en Ingeniería de Materiales y un doctorado en Ingeniería Biomédica, todos de la Technion Israel Institute of Technology.

PixCell Medical tiene una historia de origen interesante, ¿puede explicar cómo se inició la empresa después de descubrir accidentalmente un fenómeno físico único: Enfoque Viscoelástico (VEF)?

Mientras completaba mi doctorado en la Technion – Israel Institute of Technology, un colega y yo estábamos investigando dispositivos microfluidos en los que fluían células sanguíneas suspendidas en diversas soluciones. Inspeccionamos las células a través de un microscopio mientras fluían, y como era de esperar, las células estaban dispersas uniformemente en el microcanal (parte del dispositivo microfluidico). Durante nuestra investigación, experimentamos con una solución única que se utiliza comúnmente 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 célula. Después de una mayor investigación, nos dimos cuenta de que todas las células se enfocaron en un solo plano, y nuestro microscopio no estaba enfocado en ese plano de células. El efecto de enfoque que descubrimos fue extremadamente fuerte, a diferencia de cualquier otro que hubiéramos visto, en el que todas las células estaban perfectamente alineadas en un solo plano dentro de decenas de nanómetros de distancia. Este fue nuestro avance en el descubrimiento del enfoque viscoelástico (VEF).

Nos acercamos a un profesor de la Technion que ideó una teoría que respaldaba este descubrimiento. Con base en esta investigación, publicamos un artículo sobre VEF en una de las revistas de física más prestigiosas, Physical Review Letters.

Me di cuenta rápidamente de que VEF podría ser muy útil en aplicaciones en las que se cuentan o analizan células. Estos métodos requieren todos el enfoque de las células porque cuanto más cerca esté la célula de la posición que se espera que esté, más precisa será el análisis. El enfoque nítido logrado por VEF facilita mediciones muy precisas, así como análisis de imágenes de las características de las células. Un beneficio adicional es que VEF requiere mucha 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 se diseñó alrededor de VEF y otras tecnologías patentadas.

El HemoScreen hace que las pruebas de sangre sean sencillas, ¿puede explicar las habilidades necesarias para realizar las pruebas de sangre y cuál es el proceso?

El HemoScreen es pequeño, resistente y simple de usar, y no requiere habilidades técnicas para configurarlo o operarlo. Además, no requiere mantenimiento ni calibración. Debido a esto, cualquier persona puede aprender a usarlo rápidamente leyendo la guía rápida, desde enfermeras y cuidadores hasta el propio paciente.

El dispositivo implica un proceso de tres pasos:

• Se toma una gota de sangre del dedo y se inserta en el cartucho desechable que tiene todos los reactivos incorporados.
• El cartucho se inserta en el analizador; y
• Dentro de 6 minutos, se entregan resultados de laboratorio de calidad para una prueba de hemograma completo de 5 partes.

Este proceso elimina 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. Entregar lecturas precisas de 20 parámetros de recuento sanguíneo estándar en una solución de atención en el lugar segura, fácil y sencilla ahorra a los pacientes, médicos y sistemas de salud un tiempo y costos significativos.

En los EE. UU., El HemoScreen está autorizado para su uso en la atención en el lugar (POC) con una calificación de complejidad moderada de CLIA.

¿Qué enfermedades puede detectar el HemoScreen?

El HemoScreen realiza la prueba de sangre más común, el recuento sanguíneo completo (CBC), que proporciona a los profesionales de la salud una visión general de la salud de una persona. Además, proporciona una bandera de células anormales integral que puede servir como biomarcadores para diferentes patologías. La identificación de células anormales es muy importante, pero no está disponible en la atención en el lugar o incluso en laboratorios centralizados grandes.

Cuando se trata de identificar enfermedades como linfoma, ciertos tipos de leucemia y inflamación severa, se liberan células sanguíneas inmaduras del hueso antes de alcanzar su estado maduro. La capacidad de marcar estas células inmaduras en la sangre de un paciente es un hallazgo muy importante y solo se puede descubrir con instrumentos de la más alta calidad. A menudo, estos instrumentos no pueden detectar todas las células inmaduras, lo que requiere hacer una frotis de sangre y examinar la muestra bajo un microscopio. Hay cada vez menos patólogos con la experiencia para hacer esto.

Es aquí donde entra en juego el HemoScreen. Nuestro análisis de imágenes impulsado por IA puede, en función de miles de muestras de diferentes patologías, identificar las células y dar un hallazgo preciso, lo que representa una gran transformación en el análisis sanguíneo rápido. Utilizando esta tecnología, los pacientes pueden ser informados de inmediato si deben ir al hospital y realizar pruebas más específicas para centrarse en una patología significativamente antes que con los métodos de prueba actuales.

Otras afecciones que se pueden identificar a través del CBC del HemoScreen incluyen linfomas crónicos (CLL), infección, anemia severa y sangrado interno. La adición de células anormales es un indicador fuerte de que el paciente tiene un problema grave que debe ser analizado y evaluado más a fondo. En lugar de diagnosticar enfermedades específicas, la prueba del HemoScreen proporciona 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 vuelve más importante con el aumento del problema de la resistencia microbiana a los antibióticos.

El HemoScreen también puede detectar células sanguíneas anormales que pueden indicar células potencialmente cancerosas. ¿Puede explicar cómo se puede utilizar este producto para detectar el cáncer de forma temprana?

Las células sanguíneas se desarrollan en la médula ósea que evoluciona gradualmente hasta que se liberan en la corriente sanguínea como uno de los 7 tipos principales de células. Estas células maduras se cuentan como parte de la prueba de recuento sanguíneo completo (CBC) estándar, ya que su concentración en la sangre sirve para diagnosticar varias afecciones, como infecciones y anemia. Sin embargo, ocasionalmente, las células inmaduras que no han desarrollado completamente en su estado maduro se liberan prematuramente de la médula ósea en la corriente sanguínea periférica. Estas células se denominan células anormales y pueden ser indicativas de un trastorno de salud grave.

El método de análisis del HemoScreen se basa en la imagen digital de células en flujo que puede percibirse como una “frotis de sangre en flujo”. Extrae cientos de características de cada célula, en lugar de las 3-4 señales que obtienen los analizados estándar en laboratorios centralizados. Esto permite que la tecnología diferencie con precisión entre todos los tipos de células, incluidas las anormales.

La versión autorizada por la FDA del HemoScreen especifica los 5 tipos de células blancas normales y marca con precisión las células anormales. Sin embargo, PixCell ha desarrollado recientemente una versión que mide y produce los recuentos de células anormales, lo que supone un avance en la diagnosis hematológica, ya que los médicos podrían detectar diferentes tipos de cáncer en una etapa temprana en la atención primaria y no perderían estos casos críticos que requieren una intervención inmediata.

El HemoScreen puede contar granulocitos inmaduros, glóbulos rojos nucleados y células madre, que son extremadamente importantes para detectar, incluso en números muy bajos, 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 el diagnóstico temprano de la 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 global. Para combatir la sepsis, necesitamos mejores herramientas de diagnóstico, pruebas más rápidas y ensayos más específicos. Si las pruebas no son específicas, no pueden diferenciar entre la sepsis y otras afecciones que parecen similares.

PixCell Medical está abordando este desafío proporcionando pruebas de acceso altamente accesibles para biomarcadores específicos relacionados con infecciones bacterianas. Algunos ya están disponibles con el CBC de 5 partes diferenciales, como el recuento de neutrófilos absoluto (ANC) y el recuento de células blancas (WBC), mientras que otros aún están en desarrollo.

PixCell también está agregando un biomarcador recientemente descubierto: la anchura de distribución de los monocitos (MDW) a la prueba de CBC. El MDW ha demostrado ser eficaz para la detección de sepsis durante el primer encuentro en el departamento de emergencias. En conjunto con el WBC, el MDW se predice que mejorará aún más la toma de decisiones médicas durante la gestión temprana de la sepsis en el departamento de emergencias. Los granulocitos inmaduros mencionados anteriormente también han demostrado ser un buen marcador temprano para la sepsis. Además, PixCell está desarrollando ensayos adicionales para marcadores de inflamación como la proteína C reactiva (CRP) 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 de la fuente de la infección y el curso de la enfermedad. Además, hacer que estos análisis avanzados sean accesibles y proporcionar resultados en tiempo real conduciría a resultados clínicos significativamente mejorados para los pacientes con sepsis.

¿Cómo se utiliza la inteligencia artificial en el HemoScreen para la detección de enfermedades y cáncer?

El HemoScreen combina la tecnología de enfoque viscoelástico (VEF) con tecnología de inteligencia artificial (IA) patentada y visión de máquina para analizar rápidamente una muestra de sangre. El VEF hace que las células se enfoquen en un solo plano mientras fluyen, facilitando su análisis óptico. Nuestra tecnología de visión de máquina captura miles de imágenes de decenas de miles de células en tiempo real, perfectamente enfocadas mientras fluyen. Nuestros algoritmos de IA analizan estas imágenes al vuelo. Utilizando procesamiento de imágenes, algoritmos y visión de máquina, la tecnología identifica las células y luego las clasifica en diferentes tipos.

Utilizando algoritmos de aprendizaje automático que están entrenados por expertos humanos en función de muchas muestras de sangre y patologías diferentes, puede identificar y clasificar subtipos de células que a veces difieren en matices de diferentes pacientes y patologías. Esto se hace en función de la morfología, forma, forma del núcleo, color y otras propiedades de las células. En conjunto, nuestra tecnología de IA utiliza cientos de características diferentes de cada célula para determinar qué tipo de célula es, rápidamente.

¿Cuán importante es la prueba de diagnóstico descentralizada cuando se trata de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas de forma temprana?

La prueba de diagnóstico descentralizada es vital cuando se trata de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas de forma temprana. Las tecnologías actuales utilizadas en laboratorios centralizados para este propósito utilizan dispersión láser o impedancia eléctrica, lo que permite analizar solo unas pocas propiedades de la célula, generalmente solo alrededor de tres o cuatro en comparación con las cientos que nuestra tecnología puede analizar en un entorno de atención en el lugar.

Además, el proceso de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas generalmente se realiza a través de un proceso de prueba largo y tedioso. Las muestras de sangre se toman del paciente después de la derivación del médico, se envían a un laboratorio centralizado para ser analizadas y los pacientes pueden esperar días, incluso semanas, para recibir sus resultados. La prueba descentralizada da a los médicos la oportunidad de probar a sus pacientes allí mismo, en su propia oficina, sin necesidad de asistencia técnica. Y lo más importante, los resultados se reciben dentro de 6 minutos, y el médico puede derivar directamente a su paciente 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 miniatura, fácil de usar, puede proporcionar resultados tan precisos que están disponibles y accesibles para quienes más los necesitan.

Gracias por la entrevista y por hacernos saber sobre el increíble trabajo que se está llevando a cabo en PixCell Medical.