Avishay Bransky, Ph.D., CEO dan Co-founder PixCell – Seri Wawancara

Avishay Bransky, Ph.D., CEO dan co-founder PixCell, adalah ahli di bidang mikrofluidika, dengan pengalaman industri yang luas dalam fisika terapan, perangkat lunak, dan teknik sistem. Ia adalah salah satu penemu teknik Viscoelastic Focusing, metode analisis sel, dan kartidge berbasis mikrofluidika. Dr. Bransky memegang gelar B.A. di Fisika, B.Sc. di Teknik Bahan, dan Ph.D. di Teknik Biomedis, semua dari Technion Israel Institute of Technology.

PixCell Medical memiliki cerita asal yang menarik, dapatkah Anda menjelaskan bagaimana perusahaan ini dimulai setelah secara tidak sengaja menemukan fenomena fisik unik: Viscoelastic Focusing (VEF)?

Ketika saya menyelesaikan Ph.D. di Technion – Israel Institute of Technology, seorang rekan dan saya melakukan penelitian tentang perangkat mikrofluidik di mana kami mengalirkan sel darah yang tersuspensi dalam berbagai larutan. Kami memeriksa sel-sel tersebut melalui mikroskop saat mereka mengalir, dan seperti yang diharapkan, sel-sel tersebut tersebar merata di seluruh mikrokanal (bagian dari perangkat mikrofluidik). Selama penelitian kami, kami bereksperimen dengan larutan unik yang biasanya digunakan dalam industri pertambangan. Ketika kami melihat melalui mikroskop, kami tidak bisa melihat sel-sel tersebut! Kami mengulangi ini beberapa kali, dan masih tidak bisa melihat sel-sel tersebut! Setelah penyelidikan lebih lanjut, kami menyadari bahwa semua sel-sel tersebut terfokus pada satu bidang, dan mikroskop kami tidak terfokus pada bidang sel-sel tersebut. Efek fokus yang kami temukan sangat kuat, tidak seperti yang pernah kami lihat sebelumnya, di mana semua sel-sel tersebut teralign dengan sempurna dalam satu bidang dalam jarak beberapa nanometer. Ini adalah temuan kami dalam menemukan viscoelastic focusing (VEF).

Kami mendatangi seorang profesor di Technion yang merancang teori yang mendukung penemuan ini. Berdasarkan penelitian ini, kami menerbitkan makalah tentang VEF di salah satu jurnal fisika paling bergengsi – Physical Review Letters.

Saya menyadari dengan cepat bahwa VEF dapat sangat berguna dalam aplikasi di mana sel-sel dihitung atau dianalisis. Metode-metode ini semua memerlukan fokus sel-sel karena semakin dekat sel-sel tersebut dengan posisi yang diharapkan, semakin akurat analisisnya. Fokus yang tajam yang diperoleh oleh VEF memfasilitasi pengukuran yang sangat akurat serta analisis berbasis gambar dari karakteristik sel-sel. Kelebihan tambahan adalah bahwa VEF memerlukan reagen yang jauh lebih sedikit daripada penghitung sel standar, membuatnya efektif biaya dan mudah digunakan. Ini adalah titik awal ketika kami mulai mengembangkan analisis hematology HemoScreen, yang dirancang di sekitar VEF serta teknologi paten lainnya.

HemoScreen membuat pengujian darah sederhana, dapatkah Anda menjelaskan keterampilan yang dibutuhkan untuk menjalankan pengujian darah dan apa prosesnya?

HemoScreen kecil, kokoh, dan sederhana untuk digunakan, dan tidak memerlukan keterampilan teknis untuk mengatur atau mengoperasikan. Selain itu, tidak memerlukan perawatan atau kalibrasi. Karena itu, siapa saja dapat dengan cepat belajar menggunakan dengan hanya membaca panduan cepat, dari perawat dan pengasuh, hingga pasien itu sendiri.

Perangkat ini melibatkan proses tiga langkah sederhana:

• Satu tetes darah diambil dari jari dan dimasukkan ke dalam kartidge yang dapat dibuang yang memiliki semua reagen yang dibangun.
• Kartidge dimasukkan ke dalam analisis; dan
• Dalam 6 menit, hasil uji laboratorium kualitas penuh 5-bagian diferensial CBC disampaikan.

Proses ini menghilangkan kesalahan prosedural yang terkait dengan operator atau pengguna yang dapat mengompromikan kualitas hasil uji karena langkah-langkah pra-analitis dari preparasi sampel. Mengirimkan pembacaan akurat dari 20 parameter hitung darah standar dalam solusi perawatan yang aman, mudah, dan sederhana menyelamatkan pasien, klinisi, dan sistem kesehatan waktu dan biaya yang signifikan.

Di AS, HemoScreen disetujui untuk penggunaan perawatan (POC) dengan peringkat moderat-kompleks CLIA.

Apa beberapa penyakit yang dapat dideteksi oleh HemoScreen?

HemoScreen melakukan uji darah paling umum, hitung darah lengkap (CBC), yang memberikan gambaran umum tentang kesehatan seseorang. Selain itu, memberikan bendera abnormal sel yang komprehensif yang dapat berfungsi sebagai biomarker untuk berbagai patologi. Identifikasi sel abnormal sangat penting tetapi tidak tersedia di tempat perawatan atau bahkan di laboratorium besar yang terpusat.

Ketika datang ke identifikasi penyakit seperti limfoma, jenis leukemia tertentu, dan peradangan parah, sel darah yang belum matang dilepaskan dari sumsum tulang sebelum mencapai keadaan matang. Kemampuan untuk membenderai sel-sel tersebut dalam darah pasien sangat penting dan hanya dapat ditemukan dengan instrumen kualitas tertinggi. Seringkali, instrumen tersebut tidak dapat mendeteksi semua sel yang belum matang, sehingga perlu dilakukan apusan darah dan dilihat di bawah mikroskop. Ada sedikit dan sedikit ahli patologi yang memiliki keahlian untuk melakukan ini.

Ini adalah tempat HemoScreen masuk. Analisis gambar AI yang dikembangkan dapat, berdasarkan ribuan sampel dari berbagai patologi, mengidentifikasi sel-sel tersebut dan memberikan temuan akurat, yang mewakili transformasi besar dalam analisis darah yang cepat. Dengan menggunakan teknologi ini, pasien dapat segera diberitahu apakah mereka harus pergi ke rumah sakit dan melakukan uji lebih spesifik untuk menemukan patologi secara signifikan lebih awal daripada metode pengujian saat ini.

Penyakit lain yang dapat diidentifikasi melalui CBC HemoScreen termasuk limfoma kronis (CLL), infeksi, anemia parah, dan perdarahan internal. Penambahan sel-sel abnormal adalah indikator kuat bahwa pasien memiliki masalah serius yang perlu dianalisis dan dievaluasi lebih lanjut. Sebagai gantinya, uji HemoScreen memberikan gambaran umum tentang kesehatan pasien dan membantu dalam deteksi dini patologi parah. Selain itu, membantu dokter menentukan apakah harus meresepkan antibiotik atau tidak, yang menjadi semakin penting dengan meningkatnya masalah resistensi mikroba antibiotik.

HemoScreen juga dapat mendeteksi sel darah abnormal yang mungkin mengindikasikan sel-sel yang berpotensi berbahaya. Dapatkah Anda menjelaskan bagaimana produk ini dapat digunakan untuk mendeteksi kanker secara dini?

Sel darah berkembang di sumsum tulang yang secara bertahap berkembang hingga mereka dilepaskan ke dalam aliran darah sebagai salah satu dari 7 jenis sel utama. Sel-sel matang ini dihitung sebagai bagian dari uji hitung darah lengkap (CBC) standar karena konsentrasi mereka dalam darah berfungsi untuk mendiagnosis berbagai kondisi seperti infeksi dan anemia. Namun, terkadang sel-sel yang belum matang, yang belum berkembang menjadi keadaan matang, dilepaskan secara prematur dari sumsum tulang ke dalam aliran darah perifer. Sel-sel ini disebut sebagai sel-sel abnormal dan mungkin mengindikasikan gangguan kesehatan yang serius.

Metode analisis HemoScreen didasarkan pada pengambilan gambar digital dari sel-sel yang mengalir yang dapat dianggap sebagai “apusan darah yang mengalir.” Ini mengekstrak ratusan fitur dari setiap sel, bukan 3-4 sinyal yang diperoleh oleh analisis standar di laboratorium terpusat. Ini memungkinkan teknologi untuk membedakan dengan akurat antara semua jenis sel, termasuk yang abnormal.

Versi FDA yang disetujui dari HemoScreen menentukan 5 jenis sel putih normal dan membenderai dengan akurat sel-sel abnormal. Namun, PixCell baru-baru ini mengembangkan versi yang lebih baru yang mengukur dan mengeluarkan hitungan sel-sel abnormal – ini menandai kemajuan besar dalam diagnostik hematologi karena dokter akan dapat mendeteksi berbagai jenis kanker pada tahap awal di perawatan primer dan tidak melewatkan kasus-kasus kritis yang memerlukan intervensi segera.

HemoScreen dapat menghitung granulosit yang belum matang, sel darah merah yang berinti, dan sel blast, yang sangat penting untuk dideteksi, bahkan dalam jumlah yang sangat kecil, karena mereka mungkin mengindikasikan mieloma, leukemia, limfoma, dan gangguan darah kronis yang memerlukan intervensi segera.

Salah satu hal yang sedang dikerjakan oleh PixCell Medical adalah Diagnosis Sepsis Dini. Dapatkah Anda menjelaskan tantangan saat ini di balik diagnosis dini Sepsis dan bagaimana PixCell Medical mengatasi tantangan ini?

Sepsis adalah masalah kesehatan global. Untuk melawan sepsis, kita memerlukan alat diagnostik yang lebih baik, pengujian yang lebih cepat, dan asai yang lebih spesifik. Jika pengujian tidak spesifik, maka tidak dapat membedakan antara sepsis dan kondisi lain yang tampak serupa.

PixCell Medical mengatasi tantangan ini dengan menyediakan pengujian yang sangat mudah diakses untuk biomarker spesifik yang terkait dengan infeksi bakteri. Beberapa sudah tersedia dengan CBC 5-bagian diferensial, seperti hitung neutrofil absolut (ANC) dan hitung sel darah putih (WBC), sementara yang lain masih dalam pengembangan.

PixCell juga menambahkan biomarker yang baru ditemukan: lebar distribusi monosit (MDW) ke uji CBC. MDW telah terbukti efektif untuk deteksi sepsis selama pertemuan departemen darurat awal. Bersamaan dengan WBC, MDW diprediksi untuk meningkatkan pengambilan keputusan medis selama pengelolaan sepsis awal di departemen darurat. Granulosit yang belum matang, disebutkan di atas, juga telah terbukti menjadi penanda awal yang baik untuk sepsis. Selain itu, PixCell sedang mengembangkan asai lebih lanjut untuk penanda peradangan seperti protein C-reaktif (CRP) dan prokalsitonin (PCT) yang secara luas digunakan dalam mengelola pengobatan sepsis.

Kombinasi dari penanda ini menawarkan indikasi yang jauh lebih spesifik tentang sumber infeksi dan jalannya penyakit. Selain itu, membuat asai ini mudah diakses dan menyediakan hasil dalam waktu nyata akan mengarah pada hasil klinis yang jauh lebih baik untuk pasien sepsis.

Bagaimana kecerdasan buatan digunakan dalam HemoScreen untuk deteksi penyakit dan kanker?

HemoScreen menggabungkan teknologi viscoelastic focusing (VEF) dengan teknologi kecerdasan buatan (AI) paten dan visi mesin untuk menganalisis sampel darah dengan cepat. VEF menyebabkan sel-sel tersebut terfokus ke dalam satu bidang tunggal saat mereka mengalir, memfasilitasi analisis optik mereka. Teknologi visi mesin kami kemudian mengambil ribuan gambar dari puluhan ribu sel, dalam waktu nyata, terfokus dengan sempurna saat mereka mengalir. Algoritma AI kami kemudian menganalisis gambar-gambar ini secara langsung. Dengan menggunakan pemrosesan gambar, algoritma, dan visi mesin, teknologi ini mengidentifikasi sel-sel tersebut dan kemudian mengklasifikasikan mereka ke dalam jenis yang berbeda.

Menggunakan algoritma pembelajaran mesin yang dilatih oleh ahli manusia berdasarkan banyak sampel darah dan patologi yang berbeda, dapat mengidentifikasi dan mengklasifikasikan sub-tipe sel yang berbeda yang kadang-kadang berbeda dalam nuansa dari pasien dan patologi yang berbeda. Ini semua dilakukan berdasarkan morfologi sel, bentuk, bentuk inti, warna, dan sifat sel lainnya. Secara keseluruhan, teknologi AI kami menggunakan ratusan fitur yang berbeda dari setiap sel untuk dapat menentukan jenis sel apa itu, dengan cepat.

Seberapa pentingnya pengujian diagnostik terdesentralisasi dalam mendiagnosis kanker dan penyakit menular lainnya secara dini?

Pengujian diagnostik terdesentralisasi sangat penting ketika datang ke mendiagnosis kanker dan penyakit menular lainnya secara dini. Teknologi saat ini yang digunakan di laboratorium terpusat untuk tujuan ini menggunakan hamburan laser atau impedansi listrik, yang memungkinkan analisis hanya beberapa sifat sel, biasanya hanya sekitar tiga atau empat dibandingkan dengan ratusan yang dapat dianalisis oleh teknologi kami dalam pengaturan perawatan.

Selain itu, proses mendiagnosis kanker dan penyakit menular lainnya biasanya dilakukan melalui proses pengujian yang panjang dan melelahkan. Sampel darah diambil dari pasien setelah rujukan dokter, dikirim ke laboratorium terpusat untuk diuji, dan pasien dapat menunggu hari, bahkan minggu, untuk menerima hasilnya. Diagnostik terdesentralisasi memberikan dokter kesempatan untuk menguji pasien mereka di sana dan kemudian, di kantor mereka sendiri, tanpa bantuan teknis yang diperlukan. Dan bagian paling penting? Hasil diterima dalam enam menit, dan dokter dapat merujuk pasien mereka langsung ke langkah berikutnya dalam diagnosis mereka.

Apakah ada yang ingin Anda bagikan tentang PixCell Medical?

PixCell Medical bangga telah menciptakan solusi untuk uji CBC sederhana yang telah dicari selama beberapa dekade. Ini adalah pertama kalinya bahwa instrumen miniatur, mudah digunakan dapat memberikan hasil yang akurat yang tersedia dan dapat diakses oleh mereka yang membutuhkannya.

Terima kasih atas wawancara dan membiarkan kami mengetahui tentang pekerjaan luar biasa yang sedang terjadi di PixCell Medical.