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 viskoelastisk fokuseringsteknikk, celleanalysemetoder og mikrofluid-basert patron. Dr. Bransky har en bachelorgrad i fysikk, en bachelorgrad i materialteknikk og en ph.d. i biomedisinsk teknikk, 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 ved en tilfeldighet: 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 vår forskning, eksperimenterte vi med en unik løsning som vanligvis brukes i gruveindustrien. Når vi så gjennom mikroskopet, kunne vi ikke se noen celler. Vi gjentok dette flere ganger, og kunne fortsatt ikke se noen celler! Ved nærmere undersøkelse, innsett vi at alle cellene var fokusert i en enkelt plan, og vårt mikroskop var ikke fokusert på den plane med celler. Fokuseringseffekten vi oppdaget, var ekstremt sterk, ulik noe vi hadde sett før, hvor alle cellene var perfekt alignert i en enkelt plan, innenfor noen titalls nanometer fra hverandre. Dette var vårt gjennombrudd i å oppdage viskoelastisk fokusering (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 svært nyttig i applikasjoner hvor celler teller eller analyseres. Disse metodene krever alle fokusering av celler fordi jo nærmere cellen er den forventede posisjonen, jo mer nøyaktig er analysen. Den skarpe fokuseringen som oppnås med VEF, muliggjør svært nøyaktige målinger samt bildebasert analyse av cellers egenskaper. En ekstra fordel er at VEF krever mye mindre reagenter enn standard celle-tellere, noe som gjør det kostnadseffektivt og enkelt å bruke. Dette var startpunktet da vi begynte å utvikle HemoScreen-hematologianalysatoren, som var designet rundt VEF samt andre patenterede teknologier.

HemoScreen gjør blodtesting enkelt, kan du forklare hvilke ferdigheter som er nødvendige 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 hvem som helst raskt lære å bruke det ved å bare lese den rask guide, fra sykepleiere og omsorgspersonale, til pasienten selv.

Enheten involverer en enkel tre-trinnsprosess:

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

Denne prosessen eliminerer operatør- eller bruker-relaterte prosedyre-feil som kan kompromittere testresultatets kvalitet på grunn av de pre-analytiske trinnene i prøveprepareringen. Levering av nøyaktige lesninger av 20 standard blodtelle-parametre i en trygg, enkel og enkel punkt-til-punkt-løsning, sparer pasienter, kliniske og helse-systemer betydelig tid og kostnader.

I USA, er HemoScreen godkjent for punkt-til-punkt-bruk med en CLIA moderat-kompleks vurdering.

Hva er noen av sykdommene som HemoScreen kan oppdage?

HemoScreen utfører den vanligste blodtesten, den fullstendige blodtellingen (CBC), som gir helsepersonale et overordnet bilde av en persons helse. Dessuten, gir det omfattende avvikende celle-merking som kan tjene som biomarkører for ulike patologier. Avvikende celle-identifikasjon er så viktig, men er ikke alltid tilgjengelig på punkt-til-punkt eller selv i store, sentraliserte laboratorier.

Når det gjelder å identifisere sykdommer som lymfom, visse typer leukemi og alvorlig betennelse, slipper for tidlige blodceller ut fra benmargen før de når sin modne tilstand. Evnen til å merke slike umodne celler i en pasients blod er en svært 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 hvor HemoScreen kommer inn. Vår AI-drevne bildeanalyse kan, basert på tusenvis av prøver fra ulike patologier, identifisere cellene og gi en nøyaktig funn, noe som representerer en stor transformasjon i rask blodanalyse. Ved å bruke denne teknologien, kan pasienter bli fortalt umiddelbart om de bør gå til sykehuset og utføre mer spesifikke tester for å finne en patologi mye tidligere enn med nåværende testmetoder.

Andre forstyrrelser som kan identifiseres gjennom HemoScreens CBC inkluderer kroniske lymfomer (CLL), infeksjon, alvorlig anemi og indre blødning. Tillegg av avvikende celler er en sterk indikator på at pasienten har en alvorlig sak som må undersøkes og vurderes ytterligere. 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 i å bestemme om å skrive ut antibiotika eller ikke, noe som blir stadig viktigere med den økende problemstillingen av antibiotikaresistens.

HemoScreen kan også oppdage avvikende blodceller som kan indikere potensielle kreftceller. Kan du utdype hvordan dette produktet kan brukes til å oppdage 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 teller som en del av den standard fulle blodtellingen (CBC)-testen, da deres konsentrasjon i blod tjener til å diagnostisere ulike tilstander som infeksjon og anemi. Imidlertid, noen ganger slipper umodne celler, som ikke har utviklet seg til sin modne tilstand, for tidlig ut fra benmargen inn i perifere blodstrøm. Disse cellene kalles avvikende celler og kan være indikative for en alvorlig helseforstyrrelse.

HemoScreens analysemetode er basert på digitalt bilde av flytende celler som kan oppfattes som en “flytende 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 tillater teknologien å nøyaktig skille mellom alle typer celler, inkludert de som er avvikende.

Den FDA-godkjente versjonen av HemoScreen spesifiserer de fem typene normale hvite celler og merker nøyaktig for avvikende celler. Imidlertid, har PixCell nylig kommet med en nyere versjon som måler og utgir tellinger av avvikende celler – dette markerer et gjennombrudd i hematologisk diagnostikk, da leger vil kunne oppdage ulike typer kreft på et tidligere stadium på primærhelsetjenesten og ikke gå glipp av disse kritiske tilfellene som krever umiddelbar inngripen.

HemoScreen kan telle umodne granulocytter, nukleerte RBC og blastceller, som er ekstremt viktig å oppdage, selv i svært lave tall, da de kan indikere myelomer, leukemier, lymfomer og kroniske blodforstyrrelser som krever umiddelbar inngripen.

En av tingene PixCell Medical jobber med, er tidlig diagnose av sepsis. 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 svært tilgjengelig testing for spesifikke biomarkører som er relatert til bakterielle infeksjoner. Noen av disse er allerede tilgjengelige med den 5-delt differential CBC, som absolutt neutrofil-telling (ANC) og hvit blodcelle-telling (WBC), mens andre er under utvikling.

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

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

Hvordan brukes kunstig intelligens i HemoScreen for både sykdoms- og kreft-diagnose?

HemoScreen kombinerer viskoelastisk fokuseringsteknologi (VEF) med patenterer kunstig intelligens (AI) teknologi og maskin-syn til å raskt analysere en blodprøve. VEF får cellene til å fokusere inn i en enkelt plan som de flyter, noe som muliggjør deres optiske analyse. Vår maskin-synsteknologi fanger tusenvis av bilder av titusenvis av celler, i sanntid, perfekt fokusert mens de flyter. Våre AI-algoritmer analyserer disse bildene på fly. Ved å bruke bildebehandling, algoritmer og maskin-syn, identifiserer teknologien cellene og klassifiserer dem inn 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 nyanser fra ulike pasienter og patologier. Dette gjøres alt basert på cellenes morfologi, former, nucleus-form, farge og andre celle-egenskaper. Alt i alt, vår AI-teknologi utnytter hundrevis av ulike egenskaper fra hver celle for å kunne bestemme hvilken type celle det er, raskt.

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

Desentralisert diagnostisk testing er vitalt når det gjelder 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 hundrevis vår teknologi kan analysere i en punkt-til-punkt-innstilling.

I tillegg, er prosessen 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 pasienter kan vente dager, selv uker, for å motta resultater. Desentralisert diagnostikk gir leger muligheten til å teste pasientene deres på stedet, i deres eget kontor, uten noen teknisk assistanse nødvendig. Og det viktigste? Resultater mottas innen seks minutter, og legen kan henviser pasienten direkte til neste nødvendige skritt i diagnosen.

Er det noe annet du ønsker 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 miniaturet, enkelt å bruke instrument kan levere 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.