Avishay Bransky, Ph.D., CEO y cofundador de PixCell – Serie de entrevistas

Avishay Bransky, Ph.D., CEO y cofundador 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 basado en microfluidos. 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 del 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 el Technion – Israel Institute of Technology, un colega y yo estábamos investigando dispositivos microfluidos en los que fluían células sanguíneas suspendidas en varias soluciones. Inspeccionamos las células a través de un microscopio mientras fluían, y como era de esperar, las células estaban uniformemente dispersas en todo el microcanal (parte del dispositivo microfluidos). Durante nuestra investigación, experimentamos con una solución única que se utiliza normalmente 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. Tras una mayor investigación, nos dimos cuenta de que todas las células se enfocaban 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 en el 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 donde se cuentan o analizan células. Estos métodos todos requieren enfoque de células porque cuanto más cerca esté la célula de la posición que se espera que esté, más precisa es 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 fácil de usar, y no requiere habilidades técnicas para configurarlo o operarlo. Además, no requiere mantenimiento ni calibración. Debido a esto, cualquier persona puede aprender rápidamente a usarlo leyendo solo 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 CBC de 5 partes.

Este proceso elimina errores de procedimiento relacionados con el operador o el usuario que pueden comprometer la calidad de los resultados 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 al paciente 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 aprobado para su uso en punto de atención (POC) con una calificación de complejidad moderada de CLIA.

¿Cuáles son algunas de las enfermedades que detecta 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 tan importante, pero no está disponible en el punto de atención o incluso en laboratorios centralizados grandes.

Cuando se trata de identificar enfermedades como linfoma, ciertos tipos de leucemia y severa inflamación, se liberan células sanguíneas inmaduras de la médula ósea antes de alcanzar su estado maduro. La capacidad de marcar tales células inmaduras en la sangre de un paciente es un hallazgo muy importante y solo se puede descubrir con los instrumentos de mayor 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 menos y menos patólogos con la experiencia para hacer esto.

Aquí es 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 rápido de sangre. Usando 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 de la prueba de CBC del HemoScreen incluyen linfomas crónicos (CLL), infección, anemia severa y sangrado interno. La adición de células anormales es un fuerte indicador de que el paciente tiene un problema grave que requiere una evaluación adicional. En lugar de diagnosticar enfermedades específicas, la prueba del HemoScreen da 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 células potencialmente cancerosas. ¿Puede explicar cómo se puede utilizar este producto para detectar el cáncer temprano?

Las células sanguíneas se desarrollan en la médula ósea que gradualmente evoluciona 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 CBC estándar, ya que su concentración en la sangre sirve para diagnosticar varias afecciones, como infecciones y anemia. Sin embargo, ocasionalmente, se liberan células inmaduras que no han desarrollado su estado maduro en 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 comparación con 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 aquellas que son anormales.

La versión aprobada 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 más nueva que mide y produce los recuentos de células anormales: esto significa un avance en la diagnóstica hematológica, ya que los médicos podrían detectar diferentes tipos de cáncer en una etapa temprana en la atención primaria y no perder estos casos críticos que requieren una intervención inmediata.

El HemoScreen puede contar granulocitos inmaduros, RBC nucleados y células de choque, 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 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 monocitos (MDW) a la prueba de CBC. El MDW ha demostrado ser eficaz para la detección de sepsis durante el encuentro inicial del departamento de emergencias. En conjunto con WBC, MDW se predice que también mejorará la toma de decisiones médicas durante el manejo temprano 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 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 ensayos avanzados estén accesibles y proporcionar resultados en tiempo real conduciría a resultados clínicos significativamente mejorados para los pacientes sépticos.

¿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 una capa plana única a medida que 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 a medida que fluyen. Nuestros algoritmos de IA analizan entonces estas imágenes al vuelo. Usando el procesamiento de imágenes, algoritmos y visión de máquina, la tecnología identifica y clasifica las células en diferentes tipos.

Usando algoritmos de aprendizaje automático que están 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, formas, forma del núcleo, color y otras propiedades de las células. En total, 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 temprano?

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

Además, el proceso de diagnosticar con éxito el cáncer y otras enfermedades infecciosas generalmente se realiza mediante un proceso de prueba largo y tedioso. Se toman muestras de sangre del paciente después de la derivación del médico, se envían a un laboratorio centralizado para su análisis y los pacientes pueden esperar días, incluso semanas, para recibir sus resultados. La prueba de diagnóstico descentralizada da a los médicos la oportunidad de probar a sus pacientes allí y entonces, en su propia oficina, sin asistencia técnica necesaria. Y lo más importante, los resultados se reciben dentro de los 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?

En PixCell Medical estamos orgullosos 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, fácil de usar, puede proporcionar resultados tan precisos que están disponibles y accesibles para aquellos que más lo necesitan.

Gracias por la entrevista y por permitirnos conocer el increíble trabajo que se está llevando a cabo en PixCell Medical.