Avishay Bransky, fil.dr., VD och medgrundare av PixCell – Intervjuerien

Avishay Bransky, fil.dr., VD och medgrundare av PixCell, är expert inom mikrofluidik med omfattande industriell erfarenhet inom tillämpad fysik, programvara och systemteknik. Han är en av uppfinnarna av tekniken Viscoelastic Focusing, cellanalysmetoder och mikrofluidikbaserad kassett. Dr. Bransky har en fil.kand. i fysik, civilingenjör i materialteknik och en fil.dr. i biomedicinsk teknik, allt från Technion Israel Institute of Technology.

PixCell Medical har en intressant ursprungshistoria, kan du förklara hur företaget startades efter att ha upptäckt en unik fysisk fenomen av misstag: Viscoelastic Focusing (VEF)?

Medan jag avslutade min doktorsexamen vid Technion – Israel Institute of Technology, forskade en kollega och jag om mikrofluidiska enheter där vi flödade blodceller som var suspenderade i olika lösningar. Vi undersökte cellerna genom ett mikroskop medan de flödade, och som förväntat var cellerna jämnt fördelade över mikrokanalen (en del av den mikrofluidiska enheten). Under vår forskning experimenterade vi med en unik lösning som vanligtvis används inom gruvindustrin. När vi tittade genom mikroskopet kunde vi inte se några celler. Vi upprepade detta flera gånger, och kunde fortfarande inte se några celler! Efter ytterligare undersökning insåg vi att alla celler var fokuserade i en enda plan, och vårt mikroskop var inte fokuserat på den planet av celler. Fokuseffekten vi upptäckte var extremt stark, till skillnad från något vi tidigare hade sett, där alla celler var perfekt utplacerade i en enda plan inom några tiotals nanometer. Detta var vårt genombrott i upptäckten av viskoelastisk fokusering (VEF).

Vi vände oss till en professor vid Technion som utvecklade en teori som stödde denna upptäckt. Baserat på denna forskning publicerade vi en artikel om VEF i en av de mest prestigefyllda fysiktidningarna – Physical Review Letters.

Jag insåg snabbt att VEF kunde vara mycket användbart i tillämpningar där celler räknas eller analyseras. Dessa metoder kräver alla fokusering av celler eftersom cellen är närmare den position du förväntar dig att den ska vara, desto mer exakt är analysen. Den skarpa fokusering som uppnås med VEF möjliggör högkvalitativa mätningar samt bildbaserad analys av cellernas egenskaper. En ytterligare fördel är att VEF kräver mycket mindre reagens än standard cellräknare, vilket gör det kostnadseffektivt och enkelt att använda. Detta var startpunkten när vi började utveckla HemoScreen-hematologianalysatorn, som utformades kring VEF samt andra patenterade tekniker.

HemoScreen gör blodtestning enkel, kan du förklara de färdigheter som behövs för att köra blodtesterna och vad processen är?

HemoScreen är liten, stabil och enkel att använda, och den kräver ingen teknisk färdighet för att ställa in eller operera. Dessutom kräver den inte underhåll eller kalibrering. På grund av detta kan vem som helst snabbt lära sig att använda den genom att bara läsa den snabba guiden, från sjuksköterskor och vårdgivare till patienten själv.

Enhetsprocessen består av tre enkla steg:

• En droppe blod tas från ett finger och sätts in i den engångskassetten som har alla reagens inbyggda.
• Kassetten sätts in i analysatorn; och
• Inom 6 minuter levereras laboratoriekvalitetsresultat för ett fullständigt 5-delat differentierat CBC-test.

Denna process eliminerar operatörs- eller användarrelaterade procedurfel som kan kompromettera testresultatets kvalitet på grund av de preanalytiska stegen i provberedningen. Att leverera exakta läsningar av 20 standardblodvärden i en säker, enkel och lättillgänglig lösning för punktomsorg sparar patienter, kliniker och hälsovårdssystem betydande tid och kostnader.

I USA är HemoScreen godkänd för punktomsorg (POC) med en CLIA-moderat komplext betyg.

Vilka är några av de sjukdomar som HemoScreen upptäcker?

HemoScreen utför den vanligaste blodtesten, det fullständiga blodvärdet (CBC), som ger hälsovårdspersonal en övergripande bild av en persons hälsa. Dessutom tillhandahåller det omfattande flaggning av abnorma celler som kan fungera som biomarkörer för olika patologier. Abnorm cellidentifiering är så viktigt men är inte tillgängligt på punktomsorgen eller ofta ens i stora, centraliserade laboratorier.

När det gäller att identifiera sjukdomar som lymfom, vissa typer av leukemi och svår inflammation, släpps prematura blodceller ut från benmärgen innan de når sin mogna tillstånd. Förmågan att flagga sådana omogna celler i en patients blod är en mycket viktig upptäckt och kan endast upptäckas med de högkvalitativa instrumenten. Ofta kan dessa instrument inte upptäcka alla omogna celler, vilket resulterar i att ett blodutstryk måste göras och provet undersöks under ett mikroskop. Det finns färre och färre patologer med den expertis som krävs för att göra detta.

Här kommer HemoScreen in. Vår AI-drivna bildanalys kan, baserat på tusentals prover från olika patologier, identifiera cellerna och ge en exakt upptäckt, vilket representerar en enorm transformation i snabb blodanalys. Med hjälp av denna teknik kan patienter omedelbart informeras om de bör gå till sjukhuset och utföra mer specifika tester för att tidigare identifiera en patologi än med nuvarande testmetoder.

Andra störningar som kan identifieras genom HemoScreens CBC inkluderar kroniska lymfom (CLL), infektion, svår anemi och inre blödning. Tillägg av abnorma celler är en stark indikator på att patienten har ett allvarligt problem som måste undersökas och bedömas ytterligare. Istället för att diagnostisera specifika sjukdomar ger HemoScreens test en allmän översikt av patientens hälsa och hjälper till i tidig upptäckt av allvarliga patologier. Dessutom hjälper det läkaren att bestämma om antibiotika ska skrivas ut eller inte, vilket blir allt viktigare med den ökande frågan om antibiotikaresistens.

HemoScreen kan också upptäcka abnorma blodceller som kan indikera potentiella cancerogena celler. Kan du förklara hur denna produkt kan användas för att upptäcka cancer tidigt?

Blodceller utvecklas i benmärgen som gradvis utvecklas tills de släpps ut i blodströmmen som en av de sju stora celltyperna. Dessa mogna celler räknas som en del av det standardiserade CBC-testet eftersom deras koncentration i blodet används för att diagnostisera olika tillstånd som infektion och anemi. Emellertid släpps ibland omogna celler, som ännu inte har utvecklats till sin mogna tillstånd, prematurt ut från benmärgen in i den perifera blodströmmen. Dessa celler kallas abnorma celler och kan vara indicativa för ett allvarligt hälsoproblem.

HemoScreens analysmetod baseras på digital avbildning av flytande celler som kan uppfattas som en “flytande blodutstryk”. Den extraherar hundratals funktioner från varje cell, till skillnad från de 3-4 signaler som erhålls av standardanalysatorer i centraliserade laboratorier. Detta tillåter tekniken att exakt differentiera mellan alla typer av celler, inklusive de som är abnorma.

Den FDA-godkända versionen av HemoScreen specificerar de 5 typerna av normala vita celler och flaggar exakt för abnorma celler. Men PixCell har nyligen kommit med en nyare version som mäter och utmatar räkningen av abnorma celler – detta innebär ett genombrott inom hematologisk diagnostik eftersom läkare skulle kunna upptäcka olika typer av cancer i ett tidigare skede vid primärvård och inte missa dessa kritiska fall som kräver omedelbar intervention.

HemoScreen kan räkna omogna granulocyt, nukleerade RBC och blastceller, som är extremt viktiga att upptäcka, även i mycket låga antal, eftersom de kan indikera myelom, leukemi, lymfom och kroniska blodstörningar som kräver omedelbar intervention.

En av de saker PixCell Medical arbetar med är tidig sepsisdiagnos. Kan du förklara de nuvarande utmaningarna bakom tidig diagnos av sepsis och hur PixCell Medical tacklar denna utmaning?

Sepsis är ett globalt hälsoproblem. För att bekämpa sepsis behöver vi bättre diagnostiska verktyg, snabbare tester och mer specifika analyser. Om testerna inte är specifika kan de inte differentiera mellan sepsis och andra tillstånd som ser likadana ut.

PixCell Medical tacklar denna utmaning genom att tillhandahålla högåtkomlig testning för specifika biomarkörer som är relaterade till bakteriella infektioner. Vissa av dessa är redan tillgängliga med den 5-delade differentierade CBC, som den absoluta neutrofilräkningen (ANC) och den vita blodcellräkningen (WBC), medan andra fortfarande är under utveckling.

PixCell lägger också till en nyligen upptäckt biomarkör: monocytdistributionsbredd (MDW) till CBC-testet. MDW har visat sig vara effektiv för sepsisdetektion under den initiala akutmottagningen. I kombination med WBC förutsägs MDW ytterligare förbättra medicinska beslut under tidig sepsishantering i akutmottagningen. Omogna granulocyt, som nämndes ovan, har också visat sig vara en bra tidig markör för sepsis. Dessutom utvecklar PixCell ytterligare analyser för inflammationsmarkörer som C-reaktivt protein (CRP) och prokalcitonin (PCT) som används omfattande i hantering av sepsisbehandling.

Kombinationen av dessa markörer erbjuder en mycket mer specifik indikation på infektionskällan och sjukdomsförloppet. Dessutom skulle att göra dessa avancerade analyser tillgängliga och tillhandahålla resultaten i realtid leda till betydligt förbättrade kliniska resultat för sepsispatienter.

Hur används artificiell intelligens i HemoScreen för både sjukdoms- och cancerdetektion?

HemoScreen kombinerar viskoelastisk fokuseringsteknik (VEF) med patenterad artificiell intelligens (AI) och maskinseende för att snabbt analysera ett blodprov. VEF orsakar att cellerna fokuserar in i en enda skiktplan medan de flödar, vilket underlättar deras optiska analys. Vår maskinseende-teknik fångar sedan tusentals bilder av tiotusentals celler i realtid, perfekt fokuserade medan de flödar. Våra AI-algoritmer analyserar sedan dessa bilder på flyget. Med hjälp av bildbehandling, algoritmer och maskinseende identifierar tekniken cellerna och klassificerar dem sedan i olika typer.

Med hjälp av maskinlärningsalgoritmer som tränats av humana experter baserat på många olika blodprover och patologier kan den identifiera och klassificera olika undergrupper av celler som ibland skiljer sig i nyanser från olika patienter och patologier. Detta görs baserat på cellernas morfologi, form, kärnform, färg och andra cellens egenskaper. Sammantaget använder vår AI-teknik hundratals olika funktioner för varje cell för att kunna bestämma vilken typ av cell det är, snabbt.

Hur viktigt är decentraliserad diagnostisk testning när det gäller att lyckas med tidig diagnos av cancer och andra infektionssjukdomar?

Decentraliserad diagnostisk testning är avgörande när det gäller att lyckas med tidig diagnos av cancer och andra infektionssjukdomar. Nuvarande tekniker som används i centraliserade laboratorier för detta ändamål använder laserstreuung eller elektrisk impedans, vilket tillåter analys av mycket få egenskaper hos cellen, vanligtvis bara omkring tre eller fyra i jämförelse med de hundratals som vår teknik kan analysera i en punktomsorgsmiljö.

Dessutom är processen för att lyckas med tidig diagnos av cancer och andra infektionssjukdomar vanligtvis en lång och tråkig testprocess. Blodprover tas från patienten efter läkarens remiss, skickas till ett centraliserat laboratorium för att testas och patienterna kan vänta dagar, till och med veckor, för att få sina resultat. Decentraliserad diagnostik ger läkare möjlighet att testa sina patienter där och då, i sin egen mottagning, utan någon teknisk assistans som krävs. Och det viktigaste? Resultaten erhålls inom 6 minuter, och läkaren kan remittera patienten direkt till nästa nödvändiga steg i diagnosen.

Finns det något annat du vill dela om PixCell Medical?

PixCell Medical är stolta över att ha skapat en lösning för ett enkelt CBC-test som har sökts i flera decennier. Detta är första gången som ett litet, enkelt och lättanvänt instrument kan tillhandahålla så precisa resultat som är lättillgängliga och tillgängliga för dem som behöver dem mest.

Tack för intervjun och för att du berättade om det fantastiska arbetet som pågår på PixCell Medical.