Sciencemag.cz
Doporučujeme
Laborantům Nemocnice Na Bulovce pomůže robotický pomocník s jemným a přesným pipetováním při testování vzorků lidí s podezřením na nemoc COVID-19. Výzkumníci Českého institutu informatiky, robotiky a kybernetiky ČVUT v Praze (CIIRC ČVUT) a Ústavu jaderné fyziky AV ČR z Řeže u Prahy vyvinuli v oddělení profesora Václava Hlaváče v CIIRC ČVUT robotický stroj, který dnes odpoledne převezli na Bulovku. Po vyzkoušení na místě se stroj zapojí do ostrého provozu. Měl by odlehčit vyčerpaným laborantům, na jejichž zvenku nepozorované těžké práci v infekčním prostředí testování na COVID-19 stojí.
Testovací kapacita oddělení klinické mikrobiologie Nemocnice Na Bulovce je v Česku podstatnou součástí testování od samého počátku boje s nemocí COVID-19 způsobenou koronavirem SARS-CoV-2. Laboratoř standardně testovala desítky vzorků denně, nyní je to se stejným vybavením až čtyři sta. Součástí testování je i ruční pipetování vzorků s různými chemikáliemi, což vyžaduje pečlivou a soustředěnou práci. Při současném počtu vzorků se zvyšuje riziko chyby, a s tím by mohl pomoci právě robotický stroj.
S návrhem pomoci tehdy jednomu z prvních testovacích pracovišť na COVID-19 přišel rektor ČVUT doc. Vojtěch Petráček a vytipoval s vedením Bulovky postup, kdy robotické rameno automaticky vykonává klíčové operace při pipetování. Stroj se sestává z univerzálního robotického manipulátoru, přesné pumpy schopné nahradit ruční pipetování a přesné vestavné laboratorní váhy ověřující po pipetování každého vzorku, zda bylo přeneseno očekávané množství tekutiny. Od první návštěvy Nemocnice na Bulovce do převozu stroje uplynulo 15 dní. „Jsem rád, že další z programů ČVUT v boji s koronavirem dospěl k cíli. Robot Pipeťák usnadní, zrychlí a zpřesní v Nemocnici Na Bulovce provádění PCR testů na COVID19. Doufám, že se mu v práci bude dařit a že si laborantky a sestřičky v laboratoři budou moci víc odpočinout“, říká rektor ČVUT doc. Vojtěch Petráček.
V úterý 31. března výzkumníci převezli robotický stroj přímo do Nemocnice Na Bulovce a spolu s personálem oddělení klinické mikrobiologie jej zařadili do provozu nemocnice. Pro Bulovku je zapůjčení bezplatné. Univerzitní a akademické pracoviště tak společnosti vracejí podporu, kterou od ní pro výzkum dostávají. Bez ní by nebyli připraveni v COVID-19 krizi pomoci.
Technický vývoj vedl Ing. Vladimír Smutný, Ph.D., z CIIRC ČVUT za účinné pomoci RNDr. Lenky Richterové, Ph.D., z odd. klinické mikrobiologie Nemocnice Na Bulovce. Jaderný chemik Ing. Daniel Seifert, Ph.D., pracující jak v Ústavu jaderné fyziky AV ČR i na CIIRC ČVUT, poradil, jak stroj naučit pipetovat. Projekt vedl prof. Ing. Václav Hlaváč, CSc., z CIIRC ČVUT, který k projektu dodává: „Vývoj zdrželo, že jsme potřebovali složit znalost a zkušenost několika oborů, půjčovali a kupovali jsme potřebné zařízení, jako je počítačem ovládaná váha s mikrogramovou přesností nebo strojní pipeta. Také jsme narazili na nečekané softwarové komplikace při řízení robotu díky skládání a chybám v několika softwarových prostředích, která jsme neprogramovali my.“
„Jsme nesmírně rádi, že tímto projektem se pomoc akademických pracovišť soustředí na laboratoře, na kterých snaha o maximální počty diagnostikovaných pacientů na COVID-19 stojí. V této situaci je důležité, aby se díky automatizaci některých kroků uvolnily personálu ruce zejména na prvotní příjem a přípravu pacientských vzorků k analýze,“ řekla RNDr. Lenka Richterová z odd. klinické mikrobiologie Nemocnice Na Bulovce.
Kromě poloautomatické metody používané na Bulovce a v jiných nemocnicích existují i plně automatické stroje zvládající až 1000 testů na COVID-19 denně. Ty jsou v Česku dva. Navíc výzkumné laboratoře Akademie věd ČR a univerzit posilují testovací kapacitu svými automatickými stroji. I tak bude v krizi COVID-19 kapacita poloautomatického testování Nemocnice Na Bulovce nezbytná.
Doplňující informace:
Před nemocí COVID-19 personál laboratoří Bulovky při použití univerzálního laboratorního vybavení testoval desítky vzorků pacientů na různorodé choroby včetně virových. Součástí poloautomatického laboratorního postupu univerzální laboratoře je ruční pipetování, tj. přenášení malého množství různých chemikálií ze zkumavky do zkumavky. Při testu na COVID-19 se ve výtěrech hlenu z nosu testovaných osob hledá RNA (ribonukleová kyselina) koronaviru SARS-CoV-2. Laboratoř Bulovky nyní se stejným vybavením zvládá otestovat na COVID-19 až 400 vzorků denně. Z pacientských výtěrů se ve speciálním stroji automatizovaně izoluje RNA až z 96 vzorků najednou. Následujícím krokem je zmnožení molekul hledané RNA operací PCR (polymerázová řetězová reakce) opět ve stroji zvládajícím najednou až 96 vzorků. Ve výsledku je vidět, zda RNA viru SARS-CoV-2 je či není přítomna. Laborantky na Bulovce po izolaci RNA ručně pipetují, tj. přenášejí a míchají pacientské vzorky RNA s detekčními chemikáliemi. Laborantky musí být při práci velmi pečlivé. Přenášejí v infekčním prostředí mikro litry tekutin a nesmějí se splést mezi zkumavkami různých pacientů. To je náročné psychicky i fyzicky.
Pipetovací robot je stroj složený z drahých univerzálních součástí, které CIIRC ČVUT a Ústav jaderné fyziky AV ČR mají pro svůj výzkum především z veřejných zdrojů, tj. peněz českých a evropských. Stroj by měl v Nemocnici Na Bulovce fungovat jen po dobu COVID-19 krize. Potom se opět rozebere a jeho nejdražší součásti (robot, pumpa, váha) budou sloužit k původnímu výzkumu.
