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Sep 24, 2023

Biobanco

Thermo Fisher Scientific describe cómo seleccionar un LIMS que se aplicará

Thermo Fisher Scientific describe cómo seleccionar un LIMS que aplicará los principios del Laboratorio 4.0 y las operaciones de biobanco "a prueba de futuro"

Crédito: Yuri_Arcurs/Getty Images

Por Javier Fraile

Recolectar especímenes es una actividad milenaria, que ocupó nada menos que a un científico como Charles Darwin. En 1831, viajó por todo el mundo para recolectar muestras de especies extrañas y raras. Hoy en día, su colección de muestra única se encuentra cuidadosamente guardada en el Museo de Historia Natural de Londres, Inglaterra, junto con sus datos y metadatos en forma de meticulosos cuadernos de bitácora. Todo este material demuestra la importancia de recolectar, documentar y almacenar tejidos vivos. En el caso de Darwin, estas actividades formaron la base de nuestro conocimiento moderno de genética y herencia biológica. Ahora estas actividades ocupan biobancos.

Los primeros biobancos eran colecciones de muestras privadas construidas con un propósito específico. Los biobancos modernos, por otro lado, son operaciones a gran escala que alimentan innumerables estudios de investigación biológica y médica. Pequeño o grande, cada biobanco tiene un potencial sin explotar y posibilidades desconocidas. A medida que los biobancos han evolucionado a lo largo de los años, han invertido en mejores infraestructuras y equipos para proteger las valiosas muestras bajo su cuidado. Sin embargo, aunque se centran en el mantenimiento de las muestras, la mayoría de los biobancos no han invertido en soluciones de gestión de datos. Esto ha resultado en una dependencia excesiva de los procesos manuales que separan los registros de datos y los empaquetan en silos. Estas prácticas tediosas conllevan ineficiencias operativas, problemas de calidad y costos crecientes que impiden que muchos biobancos alcancen su verdadero potencial.

A diferencia de la evolución de las especies descrita por Darwin, la evolución del biobanco ha sido vertiginosa. El sector se ha disparado para satisfacer las demandas emergentes de campos de vanguardia, como la medicina personalizada, la terapia celular y génica, la proteómica y la genómica. Este rápido avance ha hecho que algunos súper biobancos se expandan para contener millones de muestras.

Cada biorepositorio es único, desde su contenido hasta su estructura organizativa. Y a diferencia de las empresas privadas del pasado, los biorepositorios modernos incluyen proyectos financiados por el gobierno, organizaciones no gubernamentales y operaciones comerciales. Incluso estamos empezando a ver el surgimiento de biobancos virtuales que proporcionan una interfaz para buscar muchos repositorios interconectados. A pesar de sus puntos únicos, la mayoría de los biobancos modernos comparten temas comunes. Por ejemplo, la mayoría de los biobancos modernos son organizaciones dinámicas en las que las muestras entran y salen diariamente.

Además de la diversidad de muestras, los datos y metadatos asociados también se están volviendo cada vez más complejos. Los datos sobre asuntos como el consentimiento informado, el historial del paciente y el uso previsto comúnmente deben almacenarse junto con las muestras, lo que influye en cómo, cuándo y quién puede acceder y utilizar las muestras. Para almacenar muestras de manera segura y cumplir con los estándares normativos y de calidad, la cadena de custodia debe ser sólida, comprenderse por completo y documentarse. Esto significa un seguimiento completo del viaje de principio a fin de una muestra, desde el envío hasta el almacenamiento y el envío final.

Los biobancos enfrentan estos desafíos en sus operaciones diarias, pero no están diseñados únicamente para la investigación actual. Es probable que las muestras almacenadas se utilicen de maneras que no podemos anticipar; es decir, se utilizarán en futuras investigaciones y se evaluarán con técnicas que aún no se han desarrollado. Esto significa que los biobancos deben estar preparados para el futuro. Específicamente, deben contar con la tecnología para crear sistemas automatizados y robustos que estarán mejor ubicados para integrarse con la tecnología del mañana.

Muchos biobancos ya han implementado la infraestructura necesaria para enviar, clasificar, almacenar y enviar muestras con precisión, cuando sea necesario. Pero si bien se ha realizado esta inversión física, ha faltado la inversión en sistemas de gestión de datos para respaldar esta infraestructura.

Los equipos de última generación que se utilizan en los biobancos, como los sistemas inteligentes de almacenamiento criogénico, los sistemas automatizados de tapado y destapado y los lectores de códigos de barras de alta velocidad, suelen estar diseñados para cumplir con los principios del Laboratorio 4.0, que exigen que los laboratorios de próxima generación combinen la digitalización con la automatización. . El equipo estándar de laboratorio 4.0 promete menos tareas manuales y ofrece operaciones rentables y rentables.

Sin embargo, invertir en equipos estándar de Laboratorio 4.0 sin adoptar capacidades inteligentes de conectividad, automatización y aprendizaje automático restringe el retorno de la inversión. En pocas palabras, los biobancos que se imbuyen de los principios del Laboratorio 4.0, junto con la gestión de datos digitalizados, comenzarán a utilizar todas las capacidades de su tecnología hoy y tendrán el potencial de aprovechar los grandes datos en el futuro.

Los sistemas de gestión de información de laboratorio (LIMS) han revolucionado los laboratorios, proporcionando una única fuente de verdad centralizada para todos los datos asociados con muestras, equipos, flujos de trabajo e instrumentos. LIMS rompe los silos de datos del pasado para aumentar la eficiencia y permitir flujos de trabajo automatizados. A través de la inversión en estos sistemas, muchos laboratorios experimentan ahorros de tiempo, costos reducidos y estándares de calidad mejorados.

La historia es muy diferente en la industria de los biobancos. Muchos han tardado en invertir en LIMS y, en cambio, continúan confiando en procesos manuales para enviar, rastrear y monitorear muestras. A pesar de los claros beneficios que ofrece LIMS, la aceptación por parte de los biobancos ha sido lenta, y es comprensible. Por lo general, LIMS no se ha adaptado a las capacidades específicas requeridas por este sector.

Los LIMS estándar requieren una inversión considerable, y cuando no se ajustan del todo a los requisitos de los biobancos, asegurar los fondos de adquisición y justificar los costos de funcionamiento puede convertirse en un desafío. Con LIMS estándar, los equipos de biobancos a menudo requieren una amplia capacitación, y cuando grandes elementos de un LIMS no se utilizan, el retorno de la inversión no se realiza.

En respuesta a las crecientes demandas de la industria de biobancos en rápida evolución, los desarrolladores ahora están lanzando LIMS específicos para biobancos. Sin embargo, los sistemas disponibles varían ampliamente en cuanto a su capacidad, facilidad de uso y potencial de preparación para el futuro. Cuando se elige un LIMS específico para biobancos, se deben considerar varios elementos. Los más importantes se analizan en las siguientes subsecciones.

Automatización: La base del Laboratorio 4.0 es la automatización. Una vez que está en su lugar, admite la eliminación de tareas manuales tediosas y propensas a errores. Un LIMS debe eliminar o automatizar tantas tareas manuales como sea posible para que la entrada, el procesamiento, la recuperación y el envío de muestras puedan realizarse de manera más rápida y confiable.

Como mínimo, el LIMS debe generar automáticamente códigos únicos e imprimir códigos de barras, asegurando que las muestras se rastreen a lo largo de su viaje hacia, a través y fuera del biobanco. Este seguimiento de extremo a extremo mediante la automatización proporciona a los biobancos una cadena de custodia digital. Al aplicar los códigos únicos, el LIMS registra quién agregó o eliminó una muestra, así como la hora y la ubicación de la acción. Este seguimiento puede extenderse al envío y continuar hasta que la muestra llegue a su destino.

Integración con flujos de trabajo existentes: Las soluciones puntuales desarrolladas para funciones altamente especializadas en el biobanco a veces son incompatibles con la tecnología o el software existentes y no se pueden integrar con el flujo de trabajo. Con la conectividad en su núcleo, LIMS adaptado para biobancos garantiza la integración sin comprometer la funcionalidad específica.

LIMS no solo puede integrarse con otros sistemas de datos, como los sistemas de gestión de información hospitalaria o los cuadernos electrónicos de laboratorio, sino que también interactúan perfectamente con instrumentos inteligentes, que normalmente incluyen dispositivos de almacenamiento y monitorización. Como resultado, las muestras se pueden monitorear de cerca y los incidentes, como cortes de energía o averías de equipos, se pueden rastrear hasta las muestras individuales involucradas, lo que aumenta los estándares de calidad.

Interfaz simplificada y fácil de usar: Se necesita menos tiempo y dinero para capacitar al personal en sistemas fáciles de usar. Cuando los operadores entienden un sistema y ven su valor, los nuevos flujos de trabajo se adoptan más rápido.

En consecuencia, los biobancos deberían elegir LIMS con interfaces de usuario simples que incluyan solo información relevante. Los tableros deben ser configurables para proporcionar una visión general de todo el repositorio del biobanco. Tener una instantánea de nivel superior en tiempo real, así como la opción de profundizar en los detalles, puede ayudar a los gerentes a resolver problemas de capacidad de muestra. Específicamente, estas capacidades ayudan a los gerentes a detectar el espacio disponible y revisar las condiciones de almacenamiento.

Impulsando la alta calidad y el cumplimiento normativo: Los LIMS personalizados y adaptados a su propósito ayudan a los biobancos a alcanzar estándares de calidad óptimos. Los parámetros que influyen directamente en la viabilidad de la muestra, como los ciclos de congelación y descongelación y el tiempo que se pasa fuera del almacenamiento en frío, se pueden rastrear a lo largo de la cadena de custodia y pueden permitir la personalización de alertas automáticas. Tener registros de estos parámetros críticos de calidad garantiza que las muestras y las prácticas de manipulación de muestras cumplan con los requisitos reglamentarios. Desde el principio, LIMS debe demostrar pautas de buenas prácticas (GxP). A medida que cambian los estándares regulatorios, LIMS debe adaptarse para cumplirlos.

Desarrollado para el mundo real con la vista puesta en el futuro: Antes de invertir en LIMS, los biobancos deben solicitar ver una demostración del mundo real, ya sea en otro biobanco o en un sitio de prueba integrado. Los proveedores de LIMS también deben tener una cartera de actualizaciones planificadas y versiones futuras para responder al panorama regulatorio cambiante. Los desarrolladores de LIMS con visión de futuro tendrán una comprensión detallada de la industria y sus desafíos. En consecuencia, tendrán la capacidad de responder rápidamente a medida que evolucionen las necesidades de los biobancos.

Dado que la futura investigación médica y el desarrollo bioterapéutico se basan en las muestras contenidas en los biobancos actuales, hay poco margen para errores e ineficiencias causados ​​por tareas manuales y gestión de datos en silos. A pesar del rápido crecimiento, los biobancos aún tienen que adoptar prácticas de datos que maximicen la eficiencia y salvaguarden por completo la calidad de las muestras.

Los LIMS adaptados a biobancos incorporan todos los beneficios asociados con los principios del Laboratorio 4.0. Al aplicar estos principios, LIMS ayuda a crear la próxima generación de biobancos a través de (1) la digitalización (estableciendo un repositorio central para todos los datos y permitiendo el acceso a conocimientos relacionados con los datos); (2) automatización (que permite a los científicos concentrarse en actividades de valor agregado en lugar de tediosas tareas manuales); y (3) conectividad (reunir todos los datos, equipos, infraestructura, muestras y personas en un solo sistema).

Al elegir LIMS fáciles de usar y preparados para el futuro que brindan una descripción general de todo el recorrido de una muestra, los biobancos garantizarán que las muestras permanezcan protegidas y lleguen a los investigadores de manera rápida y sencilla. Las eficiencias mejoradas de costo y tiempo que se obtienen a través de LIMS permitirán que los biobancos sigan creciendo, ampliando aún más la utilidad de la información de gran valor que contienen.

Javier Fraile es gerente de soluciones de ciencia digital en Thermo Fisher Scientific.

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