Młoda polska firma stworzyła innowacyjny analizator
Spółka Terrabio opracowała innowacyjną technologię analizatora, która opiera się o opatentowany system grzewczo-pomiarowo-detekcyjny o znakomitych parametrach termicznych i energetycznych oraz złoty standard w diagnostyce patogenów – real-time PCR. Firma opatentowała już swój wynalazek, teraz szykuje się do komercjalizacji, a w przyszłości nawet do ekspansji zagranicznej. O tym wszystkim opowiedzieli w wywiadzie udzielonym Evertiqowi Bartosz Pencakowski, CSO i co-founder Terrabio, oraz Aleksander Sienkiewicz, CEO w Terrabio.
Ewelina Bednarz, Evertiq: W kwietniu 2022 roku Państwa urządzenie zostało objęte ochroną patentową. Proszę opowiedzieć o początkach firmy.
Bartosz Pencakowski, CSO i co-founder Terrabio: Początki tego przedsięwzięcia sięgają 2018 roku. Projekt był odpowiedzią na zidentyfikowane oczekiwania rynku produkcji rolnej. Jeden z naszych branżowych udziałowców określił potrzebę stworzenia narzędzia do przesiewowej detekcji patogenów w uprawach warzyw jak najbliżej miejsca produkcji. Okazuje się, że mimo dostępności na rynku laboratoryjnych badań diagnostycznych o świetnych parametrach i wiarygodnych wynikach, kluczowym czynnikiem w procesach decyzyjnych dotyczących produkcji rolnej jest czas. Tego w przypadku np. wystąpienia grzybów wytwarzających niebezpieczne mykotoksyny zawsze brakuje. Dlatego pojawiło się pytanie: czy jesteśmy w stanie dostarczyć technologię o porównywalnych wskaźnikach poza laboratorium tak, aby otrzymać wiarygodną informację w jak najkrótszym czasie?
W odpowiedzi postawiliśmy na metody biologii molekularnej. Są znacznie szybsze niż posiewy mikrobiologiczne i cechują się podobną, jeśli nie lepszą, czułością oraz swoistością. Ze względu na mnogość patogenów roślin wybraliśmy multiplex real-time PCR. Dzięki temu jesteśmy w stanie stwierdzić obecność do trzech patogenów w jednej probówce reakcyjnej i jednocześnie przeprowadzić wewnętrzną kontrolę badania.
Poza przygotowaniem samych testów genetycznych musieliśmy jeszcze stworzyć całe otoczenie prowadzenia badań. Zwróciliśmy uwagę na przesiewowy charakter naszego systemu, a co za tym idzie – dostosowanie go do użytkownika, który nie posiada doświadczenia laboratoryjnego. Dlatego nasz analizator jest wyjątkowo prosty w obsłudze. Wyniki są interpretowane automatycznie, a przygotowanie mieszaniny reakcyjnej jest ekstremalnie uproszczone. Osiągnęliśmy to dzięki wdrożeniu szybkiej metody izolacji DNA i liofilizowanych mieszanin reakcyjnych, niewymagających każdorazowego ich „składania” z poszczególnych odczynników
EB: Chciałam zapytać również o samo urządzenie.
Aleksander Sienkiewicz, Chief Executive Officer w Terrabio: Urządzenie to kompletna platforma do Real Time PCR, która składa się z mobilnego, kompaktowego termocyklera, dedykowanych i autorskich układów reakcyjnych oraz aplikacji desktopowej. Całość umożliwia wysoce specyficzne oraz efektywne badania genetyczne dowolnego materiału biologicznego zawierającego DNA. Jeśli chodzi o materiał biologiczny - urządzenie umożliwia badania wody, gleby, roślin, żywności oraz wymazów ze środowiska, np. powierzchnii opakowania z surowym mięsem. Docelowo platforma będzie również obsługiwała detekcję wirusów.
Innowacyjność naszej platformy wynika z kilku parametrów jednocześnie. Przede wszystkim kompaktowe rozmiary urządzenia, które waży mniej niż 1 kg, pobiera minimalne ilości prądu i swoimi wymiarami przypomina pudełko po markowym zegarku. Dzięki temu z łatwością zabierzemy je do miejsca pobrania próby, redukując czas i koszty realizowanych badań. Sercem systemu jest opatentowany układ grzejno-chłodzący, dzięki któremu proces od przygotowania próby do uzyskania wyników zajmie mniej niż 90 minut! Rozwiązaniem unikalnym na skalę światową, w tak kompaktowym termocyklerze, jest dodatkowe gniazdo do izolacji DNA, które sprawia, że Terralyzer jest kompletnym systemem do realizowania badań molekularnych. Całość zwieńczają maksymalnie uproszczona procedura obsługi oraz dedykowana aplikacja, która wspiera operatora i samodzielnie interpretuje wyniki. Warto zaznaczyć, że to wszystko w formule „100% made in Poland”.
EB: Jak przebiegał proces projektowania Państwa analizatora?
BP: Stworzenie naszej technologii od podstaw było zdecydowanie najtrudniejszym zadaniem. Wiedzieliśmy jakie funkcje ma spełniać nasz analizator, ale chcieliśmy uzyskać w tym obszarze coś czego jeszcze nikt nie zrobił. Warunkiem koniecznym były rekordowo szybkie czasy grzania i chłodzenia dołków reakcyjnych i wprowadzenie dodatkowo możliwość prowadzeni izolacji DNA i inkubacji materiału. Mówiąc bardziej obrazowo – zredukować do minimum ilość sprzętu laboratoryjnego niezbędnego do przeprowadzenia procesu i zmieścić wszystko co niezbędne w jednym, niewielkim urządzeniu.
Na szczęście mamy genialnych konstruktorów, którzy podołali wszystkim zadaniom. Zaczynaliśmy oczywiście od podstawowych założeń takich jak: jak najkrótszy czas procesów, możliwie dużo kanałów detekcji, prostota konstrukcji i użytkowania. Po 4 latach możemy powiedzieć, że wszystkie te założenia osiągnęliśmy. Zaczynaliśmy od prostego urządzenia, które, które w zasadzie było termoblokiem z jednym kanałem detekcji. Dzisiaj nadal mamy proste konstrukcyjnie urządzenie, które w mniejszej skali jest pełnoprawnym termocyklerem z detekcją w czasie rzeczywistym i czterema kanałami optycznymi, będąc jednocześnie wyjątkowo kompaktowym analizatorem. Dzięki opatentowanej i opracowanej przez nas technologii grzejno-chłodzącej jest także jednym z najszybszych tego typu rozwiązań, co znacznie wpływa na skrócenie czasu całego badania i dodatkowo uzasadnia mobilny charakter naszego rozwiązania.
EB: Proszę opowiedzieć więcej o konstrukcji analizatora.
AS: Idąc za komentarzem naszego CTO, konstrukcja analizatora oparta została na kontrolerze STM32, który steruje wszystkimi procesami, pomiarami oraz odpowiada za komunikację z aplikacją na komputerze PC. Cały proces polega na utrzymaniu temperatur w funkcji czasu według zadanych algorytmów bezpośrednio w materiale badanym, który znajduje się w próbkach w gniazdach reakcyjnych.Pomiar wartości spektralnej fluoroscencji w każdej próbce pozwala na uzyskanie informacji czy dany patogen został wykryty, czy też nie. Zestawienie tych procesów następuje w aplikacji w środowisku Windows.
Poprzez sekwencyjne i selektywne sterowanie procesem grzania oraz detekcji możliwe jest wykrywanie do czterech patogenów w czasie jednego procesu reakcyjnego. Cechą szczególną analizatora TERRALYZER jest autorski układ grzewczy gniazd reakcyjnych wraz z jego sterowaniem, który zapewnia przyrosty temperatur rzędu 20 stopni na sekundę. Dodatkowo jest to układ zużywający najmniej energii elektrycznej ze wszystkich istniejących analizatorach na rynku. Istota tego rozwiązania jest chroniona patentem.
EB: Wiem, że są Państwo przed komercjalizacją urządzenia. Czy mogę prosić o więcej szczegółów na ten temat oraz na temat Państwa planów na przyszłość?
AS: Jesteśmy w kluczowej i ostatniej przed produkcją fazie. Urządzenie przechodzi pozytywnie kolejne certyfikacje, a my skupiamy się na trójetapowej, pogłębionej walidacji z naszymi partnerami, m.in. producentami żywności oraz hodowcami. To kolejna już walidacja, której celem jest zoptymalizowanie zarówno urządzenia oraz paneli testowych w docelowych konfiguracjach produkcyjnych. Przewidujemy, że pierwsze gotowe urządzenia oraz panele testowe wejdą na rynek już w przyszłym roku.
BP: Po stronie stricte technicznej jesteśmy już po badaniach inżynierskich w zakresie zgodności z normą EMC. Analizator spełnia warunki niezbędne do wprowadzenia go na rynek europejski. Do tego opracowaliśmy już aplikację do prowadzenia reakcji działającą w środowisku Microsoft Windows. Sama aplikacja jest w fazie beta – optymalizujemy jej działanie, udoskonalamy algorytmy analizy wyników reakcji, a przede wszystkim dostosowujemy ją pod potrzeby użytkowników wprowadzając nowe funkcjonalności oraz rekomendowane po walidacjach zmiany.
W obszarze przesiewowych testów genetycznych opracowaliśmy już kilkanaście układów reakcyjnych spełniających potrzeby w zakresie bezpieczeństwa produkcji żywności, w tym chów, produkcja i przetwórstwo mięsa, produkcja i przetwórstwo warzyw, uprawy rolne oraz bezpieczeństwo wody. Ten ostatni obszar jest dzisiaj szczególnie gorący z powodu niesławnej ostatnio bakterii Legionella pneumophila. W niedalekiej przyszłości planujemy znacznie rozszerzyć ofertę o kolejne patogeny, a także możliwości detekcji wirusów.
Powyższe deklaracje warto podsumować informacją, że finalizujemy już dobór wszystkich podwykonawców – zarówno po stronie konstrukcji analizatorów jak również produkcji układów testowych. Postawiliśmy na doświadczone firmy z Europy, w tym Polski, jako gwarant jakości i rzetelności realizacji umów. Przed nami oczywiście kolejne wyzwania – procesu certyfikacji testów, procesów analitycznych i rozwoju kolejnych generacji urządzenia, na które mamy już pomysł!
EB: Czy zamierzają Państwo wyjść z wynalazkiem na rynki zagraniczne?
AS: Oczywiście. Mamy za sobą projekty badawcze realizowane poza granicami naszego kraju (w początkowej fazie projektu), jak i sporą ilość rozmów z podmiotami, które pełnią wiodące role na lokalnych i globalnych rynkach. Już dzisiaj słuchamy potrzeb i rozpoznajemy uwarunkowania poza granicami kraju. Kluczową dla nas fazą jest dogłębna walidacja oraz właściwe rozeznanie w pełnej aplikacji naszej metody na rodzimym rynku – tutaj mamy najbliżej. Mając właściwą, praktyczną ekspertyzę zabierzemy się za skalowanie modelu na terenie EU oraz US, gdzie już mamy zaawansowane procesy uruchomienia odpowiedniej ochrony patentowej.
