Économies de main d'œuvre au sein du laboratoire : processus manuels ou automatisés

Introduction

L'immunophénotypage par cytométrie en flux joue un rôle de plus en plus prépondérant dans le diagnostic primaire et le suivi des maladies de nombreux troubles hématologiques. Par conséquent, cela a entraîné un besoin accru de méthodes de test cohérentes et de haute qualité. Les progrès liés aux instruments de cytométrie en flux ainsi que la disponibilité accrue d'anticorps et de fluorochromes ont amélioré l'identification des populations de cellules normales et anormales. Cependant, l'automatisation de la cytométrie en flux n'a pas progressé aussi rapidement que dans d'autres domaines du laboratoire et la préparation des échantillons de cytométrie en flux reste un processus principalement manuel réservé aux techniciens de laboratoire hautement qualifiés.

L'automatisation du traitement des échantillons représente une opportunité de taille pour répondre à certains des défis auxquels les laboratoires de cytométrie en flux clinique font face, à savoir une hausse des volumes de tests malgré un budget et des effectifs constants voire en baisse. L'automatisation contribue également à améliorer la qualité et à réduire la probabilité d'erreurs pouvant survenir lors du recours à des méthodes manuelles.

Le système de préparation des échantillons CellMek SPS peut automatiser le lavage des cellules, la coloration des anticorps, la lyse et la fixation des échantillons pour la cytométrie en flux sans aucune intervention de l'utilisateur. Il permet un traitement à la demande en exécutant plusieurs méthodes de préparation programmables en parallèle et en fournissant une sortie continue d'échantillons prêts à être analysés.

À propos du site de test

Le Tampa General Hospital est un hôpital disposant de 1041 lits qui sert de filet de sécurité régional et d'hôpital d'enseignement principal à l'USF Morsani College of Medicine.

Le laboratoire de cytométrie en flux fait partie du laboratoire de tests ésotériques. Plus de 2700 analyses d'immunophénotypage de leucémies et de lymphomes y sont effectuées par an, en plus de la quantification de sous-ensembles de lymphocytes, d'évaluations d'hémoglobinurie paroxystique nocturne (HPN), d'évaluations d'hémoglobine fœtale et d'autres tests moléculaires immunologiques spécialisés.

Défis

Réussir à faire face à la hausse de la charge de travail malgré des budgets et des effectifs constants voire en baisse

Les laboratoires de cytométrie en flux sont incités à fournir des résultats de test rapides et précis permettant aux cliniciens de traiter les patients de manière adéquate tout en répondant aux exigences administratives en termes de productivité, de personnel et de formation. Cela entraîne un besoin continu d'optimisation des flux de travail.

Le taux de postes vacants aux États-Unis pour les techniciens de cytométrie en flux hautement qualifiés avoisine les 10 %. La charge de travail liée aux postes vacants est prise en charge par le personnel existant, ce qui engendre une hausse de la fatigue et du burnout, et dans certains cas, limite les capacités de test.

Malgré de récentes améliorations en matière de processus et de flux de travail de demande de cytométrie en flux, les techniciens de cytométrie en flux passent un temps considérable à préparer chaque échantillon manuellement et à analyser les résultats. L'automatisation du traitement des échantillons aide à réduire la charge de travail et à obtenir des résultats de test plus rapidement pour les patients, accélérant ainsi leur accès à des soins vitaux.

Standardisation du traitement pour des résultats reproductibles

Le traitement manuel des échantillons dépend du niveau de compétence et de technicité propre à chaque technicien, ce qui introduit un élément de variabilité qui peut être difficile à différencier par rapport à d'autres sources de variation spécifiques aux échantillons. La variabilité, telle qu'une lyse incomplète et des erreurs de pipetage, introduit la possibilité de résultats incohérents.

L'automatisation d'étapes manuelles dans le traitement d'échantillons crée une standardisation et apporte de la cohérence au processus, améliorant le flux de travail et réduisant les sources potentielles d'erreur.

Tests développés en laboratoire (LDT)

Les LDT représentent un défi pour l'automatisation car les protocoles de test et les caractéristiques sont déterminés par le laboratoire individuel et non par le fabricant. Souvent, les laboratoires utilisent des anticorps issus de plusieurs fabricants et différentes combinaisons de panel d'anticorps, ainsi que des procédures de traitement et de coloration variables pour obtenir des résultats de test.

Le système de préparation des échantillons CellMek SPS est entièrement programmable et capable de s'adapter à des protocoles, des réactifs et des anticorps définis par l'utilisateur pour automatiser entièrement chaque processus spécifique du laboratoire.

Automatisation d'un LDT

Le traitement des échantillons des LDT pour l'immunophénotypage de leucémies et de lymphomes (L&L), ainsi que la quantification de sous-ensembles de lymphocytes (TBNK) ont été automatisés sur le système de préparation des échantillons CellMek SPS à l'aide du logiciel CellMek Panel Designer. Les temps d'incubation ont été définis et optimisés sur la base de la procédure spécifique et des étiquettes de réactifs personnalisées ont été utilisées pour accueillir les réactifs et anticorps non fabriqués par Beckman Coulter. Le lavage d'échantillons a été défini sur 5 cycles, 2 % de FCS dans un PBS a été utilisé pour traiter la liaison non spécifique et une fixation 3X a été effectuée pour prendre en compte les différences entre le protocole automatisé et le LDT manuel.

Le temps de manipulation dans le cadre de cette étude inclut les interactions entre techniciens et le suivi du processus.

Figure 1. Diminution des étapes sujettes aux erreurs et du temps de manipulation pour le traitement d'échantillons de LDT pour l'immunophénotypage de leucémies et de lymphomes avec le système de préparation des échantillons CellMek SPS.
*Durée de rotation incluse

 

Figure 2. Hausse de l'efficacité avec le système CellMek SPS des LDT pour l'immunophénotypage de leucémies et de lymphomes.

Étant donné que les durées d'incubation sont fixées, les durées de traitement sur le système CellMek SPS ne peuvent pas être beaucoup plus rapides que la préparation manuelle d'échantillons. Cependant, la préparation d'échantillons à l'aide du système CellMek SPS génère un gain de temps important en termes de manipulation, car le processus est entièrement automatisé, ce qui requiert peu d'interventions du technicien. L'automatisation sur le système CellMek SPS réduit le temps de manipulation pour la préparation des échantillons de sang périphérique pour l'analyse d'immunophénotypage L&L de 28 minutes à 2 minutes, augmentant ainsi le temps disponible pour l'analyse ou d'autres tâches de 118 %.

Figure 3. Diminution des étapes sujettes aux erreurs pour la préparation des échantillons de quantification de sous-ensembles de lymphocytes avec le système CellMek SPS.

Figure 4. Hausse de l'efficacité avec le CellMek SPS via la station de travail TQ-Prep pour la quantification de sous-ensembles de lymphocytes.

Le processus LDT actuel est semi-automatisé, l'incubation et la lyse étant effectuées à l'aide de la station de travail Beckman Coulter TQ-Prep. En outre, le système CellMek SPS n'ajoute pas actuellement les fluorosphères Flow-Count pour la numération cellulaire, donc après le traitement, ceux-ci ont été ajoutés manuellement à chaque tube d'échantillon préparé avant d'être placés sur le cytomètre en flux Navios. Même avec cette étape manuelle, l'automatisation sur le système CellMek SPS a réduit le temps de manipulation pour le traitement des 4 échantillons pour la quantification de sous-ensembles de lymphocytes de sang périphérique de 21 minutes à 7 minutes, augmentant ainsi le temps disponible de 28 %.

Conclusion

Globalement, nous avons découvert que l'automatisation de nos LDT sur le système de préparation des échantillons CellMek SPS est un processus simple qui a permis un gain de temps considérable en termes de manipulation pour les techniciens. La préparation automatisée des échantillons de cytométrie en flux représente une opportunité de taille pour simplifier, optimiser et standardiser les flux de travail dans les laboratoires de cytométrie en flux.

Références

  1. Garcia E, Kundu I, Kelly M, Soles R. The American Society for Clinical Pathology 2020 Vacancy Survey of Medical Laboratories in the United States. Am J Clin Pathol. 2021 Dec 1; aqab197. doi: 10.1093/ajcp/aqab197.
  2. Brestoff JR, Frater JL. Contemporary Challenges in Clinical Flow Cytometry: Small Samples, Big Data, Little Time. J Appl Lab Med. 2022 Jun 30;7(4):931-944. doi: 10.1093/jalm/jfab176. PMID: 35061902.
  3. Fiona E. Craig, Kenneth A. Foon; Flow cytometric immunophenotyping for hematologic neoplasms. Blood 2008; 111 (8): 3941–3967. doi: https://doi.org/10.1182/blood-2007-11-120535

Les résultats peuvent varier en fonction de facteurs liés à l'utilisateur, notamment le protocole et l'analyse effectués. Les résultats sont basés sur une étude d'efficacité menée par le Tampa General Hospital aux États-Unis, au cours de laquelle une personne était en charge de la préparation automatisée ou manuelle.

Marci O'Driscoll, MS (master en sciences), MT (master en technologies)

Marci a obtenu une licence en sciences naturelles interdisciplinaires puis un master en chimie à la University of South Florida. Peu de temps après, elle a commencé une carrière de chercheuse à l'Institut de recherche pour enfants. En travaillant dans plusieurs laboratoires, elle est devenue experte en conception, mise en œuvre et résolution de problèmes dans le cadre d'expériences à l'aide de méthodes biologiques, moléculaires et de cytométrie en flux. C'est à ce moment-là qu'elle s'est découvert une passion pour le transfert de la recherche de la paillasse au chevet du patient et qu'elle a terminé sa formation en laboratoire clinique à l'hôpital Johns Hopkins All Children. Elle combine actuellement son amour pour le diagnostic clinique, la recherche et l'enseignement en tant que scientifique clinique, responsable de l'évaluation et de la validation de nouveaux tests de cytométrie en flux au laboratoire ésotérique du Tampa General Hospital.

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