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Sep 24, 2023

Biobanque

Thermo Fisher Scientific décrit comment sélectionner un LIMS qui s'appliquera

Thermo Fisher Scientific décrit comment sélectionner un LIMS qui appliquera les principes du laboratoire 4.0 et les opérations de la biobanque "à l'épreuve du temps"

Crédit : Yuri_Arcurs/Getty Images

Par Javier Fraile

La collecte de spécimens est une quête séculaire, qui occupait pas moins un scientifique que Charles Darwin. Dès 1831, il parcourt le monde pour récolter des échantillons d'espèces étranges et rares. Aujourd'hui, sa collection unique d'échantillons est soigneusement conservée au Natural History Museum de Londres, en Angleterre, avec ses données et ses métadonnées sous la forme de journaux de bord méticuleux. Tout ce matériel démontre l'importance de la collecte, de la documentation et de la conservation des tissus vivants. Dans le cas de Darwin, ces activités ont formé la base de notre connaissance moderne de la génétique et de l'hérédité biologique. Désormais, ces activités occupent les biobanques.

Les premières biobanques étaient des collections privées d'échantillons constituées dans un but précis. Les biobanques modernes, en revanche, sont des opérations à grande échelle qui alimentent d'innombrables études de recherche biologique et médicale. Petite ou grande, chaque biobanque recèle un potentiel inexploité et des possibilités inconnues. Au fur et à mesure que les biobanques ont évolué au fil des ans, elles ont investi dans de meilleures infrastructures et équipements pour protéger les précieux échantillons dont elles ont la charge. Cependant, tout en se concentrant sur l'entretien des échantillons, la plupart des biobanques n'ont pas investi dans des solutions de gestion des données. Cela a entraîné une dépendance excessive à l'égard des processus manuels qui séparent les enregistrements de données et les regroupent en silos. Ces pratiques fastidieuses entraînent des inefficacités opérationnelles, des problèmes de qualité et des coûts croissants qui empêchent de nombreuses biobanques d'atteindre leur véritable potentiel.

Contrairement à l'évolution des espèces décrite par Darwin, l'évolution de la biobanque a été rapide. Le secteur a explosé pour répondre aux demandes émergentes de domaines de pointe, tels que la médecine personnalisée, la thérapie cellulaire et génique, la protéomique et la génomique. Cette progression rapide a vu certaines super-biobanques se développer pour contenir des millions d'échantillons.

Chaque biodépôt est unique, de son contenu à sa structure organisationnelle. Et contrairement aux entreprises uniquement privées du passé, les biodépôts modernes comprennent des projets financés par le gouvernement, des organisations non gouvernementales et des opérations commerciales. Nous commençons même à voir l'émergence de biobanques virtuelles qui fournissent une interface pour rechercher de nombreux référentiels interconnectés. Malgré leurs particularités, la plupart des biobanques modernes partagent des thèmes communs. Par exemple, la plupart des biobanques modernes sont des organisations dynamiques qui voient des échantillons entrer et sortir quotidiennement.

Outre la diversité des échantillons, les données et métadonnées associées deviennent également de plus en plus complexes. Les données sur des questions telles que le consentement éclairé, les antécédents du patient et l'utilisation prévue doivent généralement être stockées avec les échantillons, influençant comment, quand et par qui les échantillons peuvent être consultés et utilisés. Pour stocker les échantillons en toute sécurité et respecter les normes de qualité et réglementaires, la chaîne de traçabilité doit être solide, parfaitement comprise et documentée. Cela signifie un suivi complet du parcours d'un échantillon de bout en bout, de la soumission au stockage et à l'expédition éventuelle.

Les biobanques font face à ces défis dans leurs opérations quotidiennes, mais elles ne sont pas uniquement conçues pour la recherche d'aujourd'hui. Les échantillons stockés seront probablement utilisés d'une manière que nous ne pouvons pas prévoir ; c'est-à-dire qu'ils seront utilisés dans des recherches futures et évalués avec des techniques qui n'ont pas encore été développées. Cela signifie que les biobanques doivent être pérennes. Plus précisément, ils doivent disposer de la technologie nécessaire pour créer des systèmes automatisés et robustes qui seront les mieux placés pour s'intégrer à la technologie de demain.

De nombreuses biobanques ont déjà mis en place l'infrastructure nécessaire pour soumettre, trier, stocker et expédier avec précision les échantillons, selon les besoins. Mais alors que cet investissement physique a été réalisé, l'investissement dans les systèmes de gestion des données pour soutenir cette infrastructure a fait défaut.

Les équipements de pointe utilisés dans les biobanques, tels que les systèmes de stockage cryogénique intelligents, les systèmes de bouchage et de décapsulage automatisés et les lecteurs de codes-barres à grande vitesse, sont souvent conçus pour se conformer aux principes du Laboratoire 4.0, qui appellent les laboratoires de nouvelle génération à combiner numérisation et automatisation. L'équipement standard du laboratoire 4.0 promet moins de tâches manuelles et offre des opérations rentables et rapides.

Cependant, investir dans un équipement standard de laboratoire 4.0 sans adopter des capacités de connectivité intelligente, d'automatisation et d'apprentissage automatique limite le retour sur investissement. En termes simples, les biobanques qui s'inspirent des principes du Laboratoire 4.0, ainsi que de la gestion des données numérisées, commenceront à utiliser toutes les capacités de leur technologie aujourd'hui et auront le potentiel d'exploiter les mégadonnées à l'avenir.

Les systèmes de gestion des informations de laboratoire (LIMS) ont révolutionné les laboratoires en fournissant une source centralisée et unique de vérité pour toutes les données associées aux échantillons, aux équipements, aux flux de travail et aux instruments. Les LIMS brisent les silos de données du passé pour augmenter l'efficacité et permettre des flux de travail automatisés. Grâce à l'investissement dans ces systèmes, de nombreux laboratoires bénéficient de gains de temps, de coûts réduits et de normes de qualité améliorées.

L'histoire est très différente dans l'industrie des biobanques. Beaucoup ont été lents à investir dans le LIMS, continuant à s'appuyer sur des processus manuels pour soumettre, suivre et surveiller les échantillons. Malgré les avantages évidents offerts par le LIMS, l'adoption par les biobanques a été lente, et c'est compréhensible. Les LIMS n'ont généralement pas pris en charge les capacités spécifiques requises par ce secteur.

Les LIMS standard nécessitent des investissements considérables, et lorsqu'ils ne répondent pas tout à fait aux exigences des biobanques, il peut être difficile de sécuriser les fonds d'approvisionnement et de justifier les coûts de fonctionnement. Avec le LIMS standard, les équipes de la biobanque ont souvent besoin d'une formation approfondie, et lorsque de grands éléments d'un LIMS ne sont pas utilisés, le retour sur investissement reste non réalisé.

Répondant aux demandes croissantes de l'industrie des biobanques en évolution rapide, les développeurs publient maintenant des LIMS spécifiques aux biobanques. Cependant, les systèmes disponibles varient considérablement en termes de capacité, de convivialité et de potentiel d'avenir. Lorsqu'un LIMS spécifique à une biobanque est choisi, plusieurs éléments doivent être pris en compte. Les plus importantes sont abordées dans les sous-sections suivantes.

Automatisation: La base du Laboratoire 4.0 est l'automatisation. Une fois en place, il prend en charge l'élimination des tâches manuelles fastidieuses et sujettes aux erreurs. Un LIMS doit éliminer ou automatiser autant de tâches manuelles que possible afin que la saisie, le traitement, la récupération et l'expédition des échantillons puissent se dérouler plus rapidement et de manière plus fiable.

Au minimum, le LIMS devrait générer automatiquement des codes uniques et imprimer des codes-barres, garantissant que les échantillons sont suivis tout au long de leur parcours vers, à travers et hors de la biobanque. Ce suivi automatisé de bout en bout offre aux biobanques une chaîne de contrôle numérique. En appliquant les codes uniques, le LIMS enregistre qui a ajouté ou retiré un échantillon, ainsi que l'heure et le lieu de l'action. Ce suivi peut ensuite s'étendre à l'expédition et se poursuivre jusqu'à ce que l'échantillon atteigne sa destination.

Intégration avec les workflows existants : Les solutions ponctuelles développées pour des fonctions hautement spécialisées dans la biobanque sont parfois incompatibles avec la technologie ou les logiciels existants et ne peuvent pas être intégrées au flux de travail. Avec la connectivité à la base, les LIMS adaptés aux biobanques garantissent l'intégration sans compromettre les fonctionnalités spécifiques.

Non seulement le LIMS peut s'intégrer à d'autres systèmes de données, tels que les systèmes de gestion des informations hospitalières ou les cahiers de laboratoire électroniques, mais il s'interface également de manière transparente avec des instruments intelligents, qui comprennent généralement des dispositifs de stockage et de surveillance. En conséquence, les échantillons peuvent être étroitement surveillés et des incidents tels que des pannes de courant ou des pannes d'équipement peuvent être retracés jusqu'aux échantillons individuels concernés, augmentant ainsi les normes de qualité.

Interface simplifiée et facile à utiliser : Il faut moins de temps et d'argent pour former le personnel sur des systèmes faciles à utiliser. Lorsque les opérateurs comprennent un système et voient sa valeur, les nouveaux workflows sont adoptés plus rapidement.

Par conséquent, les biobanques devraient choisir LIMS avec des interfaces utilisateur simples qui n'incluent que les informations pertinentes. Les tableaux de bord doivent être configurables pour fournir une vue d'ensemble de l'ensemble du référentiel de la biobanque. Le fait de disposer d'un instantané de haut niveau en temps réel ainsi que de la possibilité d'approfondir les détails peut aider les responsables à résoudre les problèmes de capacité des échantillons. Plus précisément, ces fonctionnalités aident les gestionnaires à repérer l'espace disponible et à examiner les conditions de stockage.

Garantir une haute qualité et une conformité réglementaire : Des LIMS sur mesure et adaptés aident les biobanques à atteindre des normes de qualité optimales. Les paramètres qui influencent directement la viabilité des échantillons, tels que les cycles de congélation-décongélation et le temps passé hors de l'entrepôt frigorifique, peuvent être suivis tout au long de la chaîne de possession et peuvent permettre la personnalisation des alertes automatiques. Avoir des enregistrements de ces paramètres de qualité critiques garantit que les échantillons et les pratiques de manipulation des échantillons sont conformes aux exigences réglementaires. Dès le départ, le LIMS doit démontrer des directives de bonnes pratiques (GxP). À mesure que les normes réglementaires changent, le LIMS doit s'adapter pour les respecter.

Développé pour le monde réel avec un regard tourné vers l'avenir : Avant d'investir dans le LIMS, les biobanques devraient demander à voir une démonstration en situation réelle, que ce soit dans une autre biobanque ou sur un site de test intégré. Les fournisseurs de LIMS doivent également disposer d'un pipeline de mises à niveau planifiées et de futures versions pour répondre à l'évolution du paysage réglementaire. Les développeurs LIMS avant-gardistes auront une compréhension détaillée de l'industrie et de ses défis. En conséquence, ils auront la capacité de réagir rapidement à mesure que les besoins en matière de biobanques évoluent.

Avec la recherche médicale future et le développement biothérapeutique reposant sur les échantillons contenus dans les biobanques aujourd'hui, il y a peu de place pour les erreurs et les inefficacités causées par les tâches manuelles et la gestion des données en silo. Malgré une croissance rapide, les biobanques doivent encore adopter des pratiques de données qui maximisent l'efficacité et garantissent pleinement la qualité des échantillons.

Les LIMS adaptés aux biobanques intègrent tous les avantages associés aux principes du Laboratoire 4.0. En appliquant ces principes, LIMS aide à créer la prochaine génération de biobanques grâce (1) à la numérisation (établissant un référentiel central pour toutes les données et permettant l'accès aux informations liées aux données) ; (2) automatisation (permettant aux scientifiques de se concentrer sur des activités à valeur ajoutée au lieu de tâches manuelles fastidieuses) ; et (3) la connectivité (réunissant toutes les données, l'équipement, l'infrastructure, les échantillons et les personnes dans un seul système).

En choisissant des LIMS faciles à utiliser et évolutifs qui donnent un aperçu de l'ensemble du parcours d'un échantillon, les biobanques s'assureront que les échantillons resteront protégés et atteindront les chercheurs rapidement et facilement. L'amélioration de l'efficacité des coûts et des délais grâce au LIMS permettra aux biobanques de continuer à se développer, élargissant encore l'utilité des informations très précieuses qu'elles contiennent.

Javier Fraile est responsable des solutions scientifiques numériques chez Thermo Fisher Scientific.

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