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LEÓN

Tecnología de vanguardia al servicio de los laboratorios

HP desarrolla sistemas para realizar una monitorización continua de las muestras de los cultivos / Genera alertas para informar a los técnicos de lo que sucede.

E. LERA
29/05/2018

 

Para lograr una sinfonía orquestada de apagados y encendidos vital para mantener la salud y la vida de los seres vivos se necesita estudiar los cultivos en laboratorio. De esta forma los investigadores consiguen dianas a las que disparar para llegar al resultado buscado. Estudios que se gestan entre batas blancas, pipetas y conocimiento con poder para transformar y mejorar la vida de la gente. En ocasiones presentan ecuaciones imposibles que se resuelven con salidas a las que se ha llegado gracias a la colaboración de equipos de diferentes partes del mundo. Alternativas sanas y seguras que nacen de una muestra. Un primer paso que marca el pistoletazo de salida a un trabajo que puede cambiar el mundo. Por este motivo, es necesario conocer cada detalle. Nada se puede escapar de los microscopios, ni la información más prescindible.

Investigadores de la empresa HP en León han desarrollado herramientas para mejorar las mediciones y analizar los resultados de los ensayos. Buscan valores relevantes del análisis de los cultivos, como puede ser el conteo de colonias de células, mediciones de su tamaño, cromaticidad, identificación de su taxonomía, cálculo de la velocidad de crecimiento, entre otras. Y lo ponen en funcionamiento mediante la monitorización de la evolución del crecimiento celular en colonias, la generación de un análisis estadístico del crecimiento de cada una de ellas y la asistencia para su clasificación, identificación y comparación.

En el proyecto la monitorización de cultivos se produce con dispositivos versátiles multifunción de última generación –HP Sprout, y HP Z-Cam–, capaces de capturar imágenes tanto en 2D como en 3D de alta resolución. Junto a ellos han creado un módulo de visión artificial enfocado al análisis de las imágenes de estos cultivos, y un módulo de machine learning para la asistencia a la clasificación taxonómica de los distintos tipos de colonias.

El dispositivo HP Sprout es un equipo All-In-One, con pantalla táctil y cámara 2D y 3D cenital, que incluye un proyector capaz de convertir la superficie de trabajo en otro monitor con capacidades táctiles. «En la zona de trabajo se colocan una o más placas de Petri o las bandejas con los tejidos objeto de estudio. Una vez configurados los parámetros de monitorización se van realizando capturas temporizadas de las muestras con las cámaras cenitales», explica el ingeniero Alejandro Viloria para, a continuación, añadir que a lo largo de toda la captura, el personal técnico de laboratorio tiene acceso a un panel de control donde puede consultar el análisis realizado hasta el momento, así como los parámetros de cada colonia; visualizar toda la evolución en modo cámara rápida –e incluso proyectarla al lado o encima de la muestra original para una mejor comparativa visual–; o consultar las gráficas donde se concentra la información más relevante.

Además, el análisis es capaz de generar alertas de monitorización para informar a los técnicos de laboratorio cuando ocurren determinados eventos, como la aparición y desaparición de colonias, la fusión de colonias distintas, alertas cuando una determinada colonia alcanza un tamaño significativo o si una colonia puede salirse de la zona de ensayo.

Por otro lado, los técnicos de laboratorio tienen la posibilidad de etiquetar cada colonia de forma individual y añadirla a la base de conocimiento del sistema para que pueda ser identificada la próxima vez que aparezca una colonia similar. Para aquellos casos en los que el crecimiento de las muestras de cultivo necesite llevarse a cabo en un entorno controlado –incubadoras, fermentadoras, etc.–, el sistema permite utilizar una cámara externa, HP Z-Cam, que potencialmente puede introducirse en estos entornos para implementar la monitorización, informa.

La idea, en la que también trabaja el estudiante de la Universidad de León (ULE) Diego Santos, surgió hace dos años porque en muchos laboratorios biotecnológicos se realizan ensayos de placas de Petri, donde se hacen crecer cultivos de células, de una manera «bastante rudimentaria», llegando en algunos casos a realizar las tareas de forma manual. Los dispositivos diseñados por HP aportan valor añadido: monitorización de las muestras, que puede ser incluso consultada de forma remota; análisis mediante visión artificial que permite identificar cada colonia de manera individual y realizar medidas sobre ella, y cada una de las colonias entra en un proceso de clasificación automática mediante un sistema de machine learning, ofreciendo al técnico de laboratorio etiquetar aquellas colonias nuevas y así poder incluirlas en la base de conocimiento de la aplicación.

La plataforma, señala el ingeniero, podría ampliarse para incluir calefactores, enfriadores, lámpara UV o IR, incluso otros sensores adicionales (pH, conductividad, etc.) y reflejar esta información en la monitorización o activar/desactivar estos dispositivos en un momento dado o tras una alerta. «Todo ello aporta un gran conjunto de nuevas herramientas a los técnicos de laboratorio, ya no solo por el ahorro en el tiempo de trabajo que les puede suponer y la mejora en la calidad de los resultados, sino por la necesidad actual de estar disponibles durante todo el proceso de monitorización de las muestras».

Potencialmente, Viloria afirma que si el sistema fuese aprobado para su uso en laboratorios médicos, los tiempos que necesitan muchas pruebas –que en la actualidad requieren largos procesos de crecimiento de cultivos–, podrían verse reducidos gracias a una detección temprana, ofreciendo así un mejor servicio a los pacientes y quizá salvando vidas. No obstante, todas las empresas biotecnológicas que realicen ensayos de cultivos pueden estar interesadas en este proyecto, pero también existen otras muchas compañías que hacen investigación en campos afines, como laboratorios químicos, laboratorios médicos, institutos de investigación… En el sector de la alimentación también se encuentran potenciales interesados en las conserveras, fermentadores, entre otros. «En todos estos casos, y seguramente en otros, creemos que el sistema que presentamos puede aportar un valor añadido a la empresa, mejorando los tiempos y la calidad de los resultados obtenidos en sus ensayos», concluye.

 

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