На рынке биобанкинга растет потребность в новых технологиях

Глобальное распространение региональных и национальных биобанков, специализирующихся на определенных заболеваниях,  вызвало массовый интерес к условиям долгосрочного хранения биологических образцов. Одновременно оно потребовало выработки эффективных методик хранения и стандартных рабочих процедур (SOP).

Подобные стандарты и процедуры необходимы для грамотного планирования стратегии управления биологическими образцами. На данном этапе научным сообществом признается необходимость поддержания целостности и жизнеспособности образцов путем внедрения новых методик хранения и решений, которые смогут гарантировать научному сообществу лучшее качество биоматериала.

Традиционные методы включают хранение образцов в лабораторных морозильных камерах при температуре -20 °С, -80 °С и в жидком азоте. Эти процессы в значительной степени автоматизированы с помощью технологий радиочастотной идентификации (RFID) и микроэлектромеханических систем (MEMS). Однако в последнее время наблюдается заметный сдвиг предпочтений в пользу технологий хранения образцов при комнатной температуре. Поставщики оборудования, такие как Biomatrica и IntegenX Inc., разрабатывают реагенты для стабилизации ДНК и РНК, чтобы они могли долго храниться при температуре окружающей среды. Эти технологии позволяют отказаться от использования морозильных камер, что позволяет сделать хранилище значительно более компактным.

С течением времени биобанкам и биорепозиториям становится сложно отслеживать и извлекать образцы, хранившиеся при сверхнизких температурах. При традиционных методах хранения используются микропланшеты со штриховым кодированием. Извлечение одного образца приводит к размораживанию всего планшета, что влияет на циклы замораживания-размораживания других образцов. Новая система предполагает хранить образцы в микропробирках и индивидуальных флаконах.

Ранее оборудование и роботизированные системы были предназначены для обработки микропланшетов; теперь системы достаточно гибки, чтобы забирать отдельные микротрубки. Например, TTP LabTech предлагает высокоемкое хранилище для автоматизированного биобанкинга с температурой -80 °С. Данная система способна отобрать образец в течение 60 секунд. Также следует упомянуть компанию Hamilton Storage, которая предоставляет масштабируемую и гибкую автоматизированную систему третьего поколения для биобанкинга, и Matrical Bioscience, разработавшую автоматизированные системы управления хранением и извлечения образцов. Большинство систем хранения сегодня имеют роботизированные интерфейсы внутри охлажденной атмосферы во избежание нарушения целостности неиспользуемых образцов.

Большинство компаний, занимающихся долгосрочным хранением образцов, широко используют трубки с двухмерным штриховым кодированием Thermo Fisher Scientific и Micronic B.V. Эти трубки имеют лазерную гравировку для удобства отслеживания. Однако в некоторых случаях сильная заморозка может ухудшить читаемость такой гравировки. Для решения этой проблемы были внедрены технологии RFID и MEMS, позволяющие отслеживать образцы даже в условиях заморозки. В то время как Sysmex Bioscience применяет RFID в своем продукте, криопробирке Icebreaker, компания Bluechiip Limited использует MEMS. Подобные технологии обеспечивают постоянный мониторинг состояния биологического образца, а также предоставляют историю изменения температур, поскольку важно, чтобы образец не подвергался значительным температурным  колебаниям, говорится в сообщении Frost & Sullivan.

 «Вместе с тем, поставщикам оборудования предстоит решить еще много задач. В мире нет даже двух одинаково функционирующих биобанков, поэтому предложить технологическую платформу, которая подошла бы всем, крайне сложно, — продолжает Дивья Равишанкар. — Иными словами, каждый биобанк требует индивидуального подхода. В то же время, условия финансирования и материального обеспечения инфраструктуры биобанкинга в долгосрочной перспективе ужесточатся».
Биобанкинг сопряжен с определенными сложностями, такими как необходимость непрерывного мониторинга клинических образцов и связанной с ними информации, что требует высокой степени интеграции систем. Кроме того, лавинообразный рост объемов образцов ведет к проблемам с емкостью и продолжительностью хранения. В то время как небольшое количество образца может загрязниться при исследовании, большие количества ставят перед исследователями проблему однородности материала. Эти трудности являются вескими доводами в пользу замены ручных процессов автоматизированными.

Недостаток высококачественных и клинически аннотированных образцов усиливает необходимость в стандартизации протоколов хранения на глобальном уровне. Малое количество стандартизированных протоколов проверки качества для преаналитического этапа исследований затрудняет сравнение образцов и обмен ими, особенно когда объемы подобного материала значительны.

Организации сферы биобанкинга также сталкиваются с некоторыми этическими вопросами, такими как согласие, неприкосновенность личности, защита конфиденциальности, безопасность образцов, доступ к образцам и данным. Законы и правила, относящиеся к собственности, правам интеллектуальной собственности и коммерциализации, сдерживают использование биоматериалов. Более того, отправка образцов за границу требует согласия доноров. С целью защиты информации о доноре правительства Норвегии и Швеции позволяют анализировать образцы, но препятствуют их долгосрочному хранению.

В целом, создание полностью интегрированной системы, объединяющей оборудование, программное обеспечение и расходные материалы, откроет путь к «интеллектуальному» биобанкингу. Внедрение различных технологий позволит передовым биобанкам поддержать качество/целостность образцов на должном уровне, используя интеллектуальные и эффективные системы для работы с ними. «Краеугольным камнем каждого биорепозитория является эффективность его программного обеспечения для инвентаризации хранилища или системы управления лабораторной информацией (LIMS), - заключает Дивья Равишанкар. — Основная цель заключается в том, чтобы помочь исследователям быстро и удобно находить и использовать биоматериалы».

Вопросы, ответы, комментарии