Avishay Bransky, Ph.D., CEO og medgrunnlegger av PixCell – Intervju-serie

Avishay Bransky, Ph.D., CEO og medgrunnlegger av PixCell, er en ekspert på mikrofluidikk, med omfattende industriell erfaring innen anvendt fysikk, programvare og systemteknikk. Han er en av oppfinnerne av Viscoelastic Focusing-teknikken, celleanalysemetoder og mikrofluid-basert patron. Dr. Bransky har en B.A. i fysikk, B.Sc. i materialegning og en Ph.D. i biomedisinsk ingeniørvitenskap, alle fra Technion Israel Institute of Technology.

PixCell Medical har en interessant opphavsfortelling, kan du forklare hvordan selskapet ble startet etter å ha oppdaget en unik fysisk fenomen: Viscoelastic Focusing (VEF)?

Mens jeg fullførte min Ph.D. ved Technion – Israel Institute of Technology, forsket en kollega og jeg på mikrofluidiske enheter hvor vi strømmet blodceller som var suspendert i ulike løsninger. Vi inspiserte cellene gjennom et mikroskop mens de strømmet, og som forventet, var cellene jevnt fordelt over mikrokanalen (en del av den mikrofluidiske enheten). Under vårt forskning, eksperimenterte vi med en unik løsning som vanligvis brukes i gruvenæringen. Når vi så gjennom mikroskopet, kunne vi ikke se noen celler. Vi gjentok dette flere ganger, og kunne fremdeles ikke se noen celler! Ved nærmere undersøkelse, innsett vi at alle cellene var fokusert i en enkelt plane, og vårt mikroskop var ikke fokusert på den planet med celler. Fokusereffekten vi oppdaget, var ekstremt sterk, ulik noe vi hadde sett tidligere, hvor alle cellene var perfekt justert i en enkelt plane innen få nanometer fra hverandre. Dette var vårt gjennombrudd i å oppdage viscoelastic focusing (VEF).

Vi nærmet oss en professor ved Technion som utviklet en teori som støttet denne oppdagelsen. Basert på denne forskningen, publiserte vi en artikkel om VEF i ett av de mest prestisjefylte fysikk-tidsskriftene – Physical Review Letters.

Jeg innsett raskt at VEF kunne være veldig nyttig i applikasjoner hvor celler teller eller analyseres. Disse metodene krever alle fokus på celler fordi jo nærmere cellen er den posisjonen du forventer den å være, jo mer nøyaktig er analysen. Den skarpe fokuseringen som oppnås med VEF muliggjør høyaktige målinger samt bildebasert analyse av cellenes egenskaper. En ekstra fordel er at VEF krever mye mindre reagenser enn standard celle-tellere, noe som gjør det kostnadseffektivt og enkelt å bruke. Dette var utgangspunktet når vi begynte å utvikle HemoScreen hematology-analyseren, som ble designet rundt VEF samt andre patenterte teknologier.

HemoScreen™ gjør blodtesting enkel, kan du forklare hvilke ferdigheter som trengs for å kjøre blodtestene og hva prosessen er?

HemoScreen er liten, solid og enkel å bruke, og det krever ikke noen teknisk ferdighet å sette opp eller operere. Dessuten krever det ikke vedlikehold eller kalibrering. På grunn av dette, kan noen raskt lære hvordan de kan bruke det ved bare å lese den rask guide, fra sykepleiere og omsorgspersonale, til pasienten selv.

Enheten involverer en enkel tre-stegs prosess:

• En dråpe blod tas fra en finger og settes inn i den disposable patronen som har alle reagenser bygget inn.
• Patronen settes inn i analyseren; og
• Innen 6 minutter, leveres laboratoriekvalitetsresultater for en fullstendig 5-delt differensial CBC-test.

Denne prosessen eliminerer operatør- eller bruker-relaterte prosedyrefeil som kan kompromittere testresultatkvaliteten på grunn av de pre-analytiske stegene i prøvepreparering. Levering av nøyaktige lesninger av 20 standard blodtelleparametere i en trygg, enkel og enkel punkt-til-pleie-løsning sparer pasienter, kliniske og helse-systemer betydelig tid og kostnader.

I USA er HemoScreen godkjent for punkt-til-pleie-bruk (POC) med en CLIA moderat-kompleks vurdering.

Hva er noen av sykdommene som HemoScreen™ kan detektere?

HemoScreen utfører den vanligste blodtesten, fullstendig blodtelling (CBC), som gir helsepersonale et overordnet bilde av en persons helse. Dessuten gir det omfattende abnormal celle-flagging som kan tjene som biomarkører for ulike patologier. Abnormal celle-identifikasjon er så viktig, men er ikke tilgjengelig på punkt-til-pleie eller ofte selv i store, sentraliserte laboratorier.

Når det gjelder å identifisere sykdommer som lymfom, visse typer leukemi og alvorlig betennelse, frigjøres premature blodceller fra benmargen før de når sin modne tilstand. Evnen til å flagge slike umodne celler i en pasients blod er en veldig viktig funn og kan bare oppdages med de høyeste kvalitetsinstrumentene. Ofte kan disse instrumentene ikke detektere alle umodne celler, noe som resulterer i behov for å gjøre en blodutstryk og se på prøven under et mikroskop. Det er færre og færre patologer med ekspertisen til å gjøre dette.

Dette er der HemoScreen kommer inn. Vår AI-drevne bildeanalyse kan, basert på tusenvis av prøver fra ulike patologier, identifisere cellene og gi en nøyaktig funn, som representerer en stor transformasjon i rask blodanalyse. Ved å bruke denne teknologien, kan pasienter fortelles umiddelbart om de bør gå til sykehuset og utføre mer spesifikke tester for å finne patologien mye tidligere enn med nåværende testmetoder.

Andre lidelser som kan identifiseres gjennom HemoScreens CBC inkluderer kroniske lymfomer (CLL), infeksjon, alvorlig anemi og indre blødning. Tillegg av abnormal celler er en sterk indikator på at pasienten har en alvorlig sak som må undersøkes videre. I stedet for å diagnostisere spesifikke sykdommer, gir HemoScreens test en generell oversikt over pasientens helse og hjelper i tidlig oppdaging av alvorlige patologier. Dessuten hjelper det legen med å bestemme om de bør skrive ut antibiotika eller ikke, noe som blir mer viktig med den økende problemstillingen av antibiotikaresistens.

HemoScreen™ kan også detektere abnormal blodceller som kan indikere potensielle kreftceller. Kan du utdype hvordan dette produktet kan brukes til å detektere kreft tidlig?

Blodceller utvikler seg i benmargen som gradvis utvikler seg til de slipper ut i blodstrømmen som en av de syv hovedtypene av celler. Disse modne cellene telle som en del av den standard fullstendige blodtelling (CBC) testen, da deres konsentrasjon i blodet tjener til å diagnostisere ulike tilstander som infeksjon og anemi. Imidlertid slipper umodne celler, som ikke har utviklet seg til sin modne tilstand, iblant for tidlig ut fra benmargen inn i perifere blodstrøm. Disse cellene kalles abnormal celler og kan være indikative for en alvorlig helseforstyrrelse.

HemoScreen-analysemåten baserer seg på digitalt bilde av strømmende celler som kan oppfattes som en “strømmende blodutstryk.” Den trekker ut hundrevis av egenskaper fra hver celle, i motsetning til de 3-4 signalene som oppnås av standard analyser i sentraliserte laboratorier. Dette gjør det mulig for teknologien å nøyaktig skille mellom alle typer celler, inkludert de som er abnormal.

Den FDA-godkjente versjonen av HemoScreen spesifiserer de 5 typene normale hvite celler og flagger nøyaktig for abnormal celler. Imidlertid har PixCell nylig kommet med en nyere versjon som måler og utgangsverdier for abnormal celler – dette markerer et gjennombrudd i hematologisk diagnostikk, da leger ville være i stand til å detektere ulike typer kreft på et tidligere stadium på primærpleie og ikke gå glipp av disse kritiske tilfellene som krever umiddelbar inngripen.

HemoScreen kan telle umodne granulocytter, nucleated RBC og blast celler, som er ekstremt viktig å detektere, selv i svært lave nummer, da de kan indikere myelom, leukemi, lymfom og kroniske blodforstyrrelser som krever umiddelbar inngripen.

En av tingene PixCell Medical jobber med er tidlig sepsisdiagnose. Kan du forklare de nåværende utfordringene bak tidlig diagnose av sepsis og hvordan PixCell Medical takler denne utfordringen?

Sepsis er et globalt helseproblem. For å bekjempe sepsis, trenger vi bedre diagnostiske verktøy, raskere testing og mer spesifikke analyser. Hvis testingen ikke er spesifik, kan den ikke skille mellom sepsis og andre tilstander som ligner.

PixCell Medical takler denne utfordringen ved å tilby høytilgjengelig testing for spesifikke biomarkører som er relatert til bakterielle infeksjoner. Noen av disse er allerede tilgjengelige med den 5-delt differensial CBC, som absolutt neutrofil teller (ANC) og hvit blodcelle (WBC) teller, mens andre er under utvikling.

PixCell er også i ferd med å legge til en nylig oppdaget biomarkør: monocyte distribusjonsbredde (MDW) til CBC-testen. MDW har vist seg å være effektiv for sepsisdeteksjon under den innledende nødsituasjonen. I sammenheng med WBC, er MDW videre forventet å forbedre medisinsk beslutning under tidlig sepsisbehandling på nødsituasjonen. Umodne granulocytter, nevnt ovenfor, har også vist seg å være en god tidlig markør for sepsis. Dessuten utvikler PixCell videre analyser for inflammasjonsmarkører som C-reaktivt protein (CRP) og prokalkitonin (PCT) som er omfattende brukt i behandling av sepsis.

Kombinasjonen av disse markørene tilbyr en mye mer spesifikk indikasjon på infeksjonskilden og sykdomsforløpet. Dessuten vil å gjøre disse avanserte analyser tilgjengelige og å levere resultater i sanntid, føre til betydelig forbedret klinisk utfall for septiske pasienter.

Hvordan brukes kunstig intelligens i HemoScreen™ for både sykdoms- og kreftdeteksjon?

HemoScreen kombinerer viscoelastic focusing-teknologi (VEF) med patenterer kunstig intelligens (AI) teknologi og maskinvisjon for å raskt analysere en blodprøve. VEF forårsaker at cellene fokuserer inn i en enkelt lag plane mens de strømmer, noe som muliggjør deres optiske analyse. Vår maskinvisjonsteknologi fanger så tusenvis av bilder av titusener av celler, i sanntid, perfekt fokusert mens de strømmer. Våre AI-algoritmer analyserer deretter disse bildene på fly. Ved å bruke bildebehandling, algoritmer og maskinvisjon, identifiserer teknologien cellene og klassifiserer dem i ulike typer.

Ved å bruke maskinlæringsalgoritmer som er trent av menneskelige eksperter basert på mange ulike blodprøver og patologier, kan den identifisere og klassifisere ulike under-typer av celler som noen ganger skiller seg i nuances fra ulike pasienter og patologier. Dette gjøres alt basert på cellenes morfologi, former, nucleusform, farge og andre celleegenskaper. Alt i alt, vår AI-teknologi utnytter hundrevis av ulike egenskaper fra hver celle for å bestemme hvilken type celle det er, raskt.

Hvor viktig er desentralisert diagnostisk testing når det gjelder å lykkes med å diagnostisere kreft og andre infeksiøse sykdommer tidlig?

Desentralisert diagnostisk testing er avgjørende når det gjelder å lykkes med å diagnostisere kreft og andre infeksiøse sykdommer tidlig. Nåværende teknologier som brukes i sentraliserte laboratorier for dette formålet, bruker laser-spredning eller elektrisk impedans, som tillater analyse av svært få egenskaper av cellen, vanligvis bare omkring tre eller fire i sammenligning med de hundrevis vår teknologi kan analysere i en punkt-til-pleie-innstilling.

I tillegg er prosessen med å lykkes med å diagnostisere kreft og andre infeksiøse sykdommer vanligvis gjort via en lang og kjedelig testprosess. Blodprøver tas fra pasienten etter legens henvisning, sendes til et sentralisert laboratorium for å bli testet, og så kan pasientene vente dager, selv uker, for å motta resultater. Desentralisert diagnostikk gir leger muligheten til å teste pasientene der og da, i deres eget kontor, uten noen teknisk assistanse nødvendig. Og det viktigste? Resultatene mottas innen 6 minutter, og legen kan henvisere pasienten direkte til neste nødvendige skritt i diagnostikken.

Er det noe annet du ville like å dele om PixCell Medical?

PixCell Medical er stolte av å ha skapt en løsning for en enkel CBC-test som har vært søkt i flere tiår. Dette er første gangen at et miniatyrisert, enkelt å bruke instrument kan gi så nøyaktige resultater som er lett tilgjengelige og tilgjengelige for de som trenger det mest.

Takk for intervjuet og for å la oss vite om det fantastiske arbeidet som skjer på PixCell Medical.