Pequeña empresa, gran desafío: Elvesys diseña la plataforma para la detección de agentes patógenos más rápida del mundo
Dr Maël Le Berre, CTO y cofundador, Elvesys
"Necesitamos gran exactitud, alta precisión y alta velocidad para la adquisición. Utilizamos hardware de NI en la primera etapa y, gracias al precio y a la política de precios de NI, podemos conservar esta tarjeta en los productos finales que vendemos. Esto representa una enorme ventaja para reducir los costos de desarrollo."
- Dr Maël Le Berre, CTO y cofundador, Elvesys
El desafío:
Desafortunadamente, las crisis de salud pública ya no son solamente argumentos de novelas apocalípticas ni de películas de suspenso de Hollywood. Enfermedades como el ébola y la influenza, y amenazas patógenas como el ántrax, son consecuencias muy reales de la expansión y la movilidad de la población mundial. Establecer métodos de detección que puedan diagnosticar de manera rápida y confiable estas amenazas realmente puede salvar vidas.
La solución:
Elvesys, una pequeña startup francesa a la vanguardia en la detección de patógenos, utilizó hardware de adquisición de datos de NI y software LabVIEW para crear la plataforma de detección de patógenos más rápida del mundo para diagnosticar pacientes de forma económica.
Autor(es):
Dr Maël Le Berre, CTO y cofundador - Elvesys
Dr Guilhem Velvé Casquillas, CEO y cofundador - Elvesys
Asumir un gran desafío y luchar contra las pandemias
El tiempo y la precisión son elementos fundamentales cuando se intenta detectar agentes patógenos de manera efectiva. Es por eso que la Academia Nacional de Ingeniería identificó el avance de la informática de la salud como uno de sus grandes desafíos para la ingeniería en el siglo XXI. El motivo principal detrás de este gran desafío es mejorar la preparación y la respuesta a emergencias de salud pública como pandemias y armas químicas o biológicas.
Una respuesta que salva vidas y rompe récords
Las actuales tecnologías para la detección de agentes patógenos requieren de mucho tiempo y del uso de equipos de laboratorio costosos para lograr resultados exactos y confiables en las pruebas. Cuando se trata de evitar el brote de agentes patógenos potencialmente mortales como el ébola y el ántrax, cada minuto es importante.
Es por eso que Elvesys desarrolló Fastgene, la tecnología más rápida del mundo para detectar cualquier agente patógeno en una gota de sangre o saliva. Al usar Fastgene, los profesionales de salud pueden detectar el ébola en seis minutos y el ántrax, en siete. Eso es, respectivamente, 7 y 14 veces más rápido que las mejores tecnologías utilizadas actualmente en todo el mundo. Esto brinda más tiempo de tratamiento para los pacientes y minimiza la exposición que podría provocar un brote.
Tecnología
Fastgene se basa en las tecnologías de microfluidos de Elvesys. El estudio de los microfluidos es una tecnología que nace de la microelectrónica que permite un control preciso de las muestras de fluidos. Al reducir drásticamente el tamaño de la muestra a una sola gota de sangre o saliva, se pueden incorporar múltiples operaciones de diagnóstico en un solo "lab-on-a-chip". Esta tecnología "lab-on-a-chip" para la detección de agentes patógenos de Fastgene multiplica rápidamente una porción específica del ADN para aumentar la cantidad de copias presentes en la muestra, con lo que se facilita enormemente la detección de agentes patógenos.
Hay tres componentes clave que hacen que esta plataforma de microfluidos sea exitosa: el sistema de administración de muestras de microfluidos, un sistema de detección y medidas de marcadores fluorescentes y una interfaz de software para controlar todo el proceso. Al multiplicar el ADN, se determina la cantidad total de agentes patógenos presentes en la muestra al detectar una marca fluorescente en cada duplicado del ADN.
Debido a la gran velocidad de multiplicación del ADN, es fundamental que el sistema de detección con marcadores fluorescentes también funcione a la misma velocidad sin sacrificar la exactitud. Para lograr esto, Elvesys creó y comercializó con la marca de Elveflow, un lector de marcadores fluorescentes personalizado usando el dispositivo DAQ multifunción de bajo costo NI USB-6003. Para reducir la escala de un complejo procedimiento de laboratorio fue necesario utilizar un hardware con software integrado con una velocidad de adquisición de 100 kHz y la capacidad para detectar pequeñas variaciones en el ADN con alto nivel de ruido de fondo, y con una resolución de 16 bits para garantizar una cantidad exacta de muestras de ADN.
Elvesys utilizó el software LabVIEW y sus más de 950 funciones de análisis integrado para optimizar la precisión y la velocidad y minimizar el tiempo de desarrollo. A pesar de la compleja funcionalidad de la automatización del lector de marcadores fluorescentes, la detección del ADN y el análisis de datos, Elvesys creó una interfaz de usuario de LabVIEW para simplificar el uso en campo.
Reducir el tiempo de desarrollo con LabVIEW y adquisición de datos de NI
Con un equipo reducido de 20 personas, Elvesys llevó al mercado con el nombre de Elveflow, las tecnologías que se utilizaron para desarrollar el sistema Fastgene para la detección de agentes patógenos. Siendo una startup altamente innovadora con ciclos de desarrollo acelerados y sin ninguna inversión financiera externa, contar con hardware DAQ totalmente personalizable que pudiera programarse en un entorno de desarrollo de alto nivel fue esencial para el éxito de este y otros instrumentos de Elveflow.
De hecho, Elvesys diseñó, desarrolló y realizó un prototipo de toda su plataforma para la detección de agentes patógenos en menos de dos años, lo que captó la atención de la French State Procurement Agency (SAE). La SAE encargó a Elvesys que desarrollara otro prototipo que pudiera implementarse en las tropas francesas para operaciones en campo. Si bien este prototipo puede ayudar a proteger tropas o ciudades, su principal aplicación sigue siendo el diagnóstico rápido y de bajo costo de los pacientes durante una consulta médica.
El uso de microfluidos de vanguardia y un sistema de medidas confiable de NI también le valió a Elvesys el premio Worldwide Innovation Challenge del gobierno francés.
Información del autor:
Dr Maël Le Berre, CTO y cofundador
Elvesys
Francia
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