AQUIOS STEM : comparaison du flux de travail sur le système AQUIOS STEM à celui du Stem Kit sur le cytomètre FC500

Auteurs : Andreas Böhmler, Maja Diemel

Affiliation : Beckman Coulter Allemagne, Krefeld

Lisez cette page pour :

• Découvrir les différences entre le système AQUIOS STEM et le Stem Kit pour cytomètre FC500
• En savoir plus sur les avantages offerts par le système AQUIOS STEM
  
   

Objectif

De nos jours, plus de 90 000 transplantations de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques (HPC) sont effectuées chaque année dans le monde dans le cadre du traitement de différentes hémopathies malignes ainsi que pour d'autres indications non hématologiques.

Pour la numération de cellules HPC CD34+, les laboratoires cliniques s'appuient sur des solutions de diagnostic in vitro disponibles dans le commerce afin d'éviter une validation de tests définis par l'utilisateur, qui demanderait beaucoup de temps et de ressources. La plupart des kits de réactifs et des progiciels ont été conçus pour répondre aux recommandations de l'ISHAGE de 1996 et de 1998. Celles-ci n'ont pas été mises à jour pour répondre à l'évolution des besoins des laboratoires de diagnostic, particulièrement en matière d'automatisation. Dans les laboratoires d'onco-hématologie, les échantillons de cellules HPC sont souvent catégorisés comme échantillons urgents à leur réception et nécessitent d'être traités en priorité, ce qui perturbe le flux de travail. Tout problème lié à ces échantillons multiplie les efforts à fournir et augmente le risque d'erreur humaine. Pour ces laboratoires, il serait préférable d'intégrer les échantillons de cellules HPC au flux de travail ordinaire, de préférence d'une manière qui réduise le risque d'erreurs d'échantillonnage ou tout autre problème, car la rapidité d'analyse de cellules HPC CD34+ est essentielle.

La présente étude de cas compare le flux de travail du système AQUIOS STEM récemment mis au point pour la numération automatisée des cellules CD34+ par rapport à la méthode de référence, le Stem Kit pour cytomètre en flux FC500 (deux systèmes commercialisés par Beckman Coulter, Inc.). La comparaison porte sur le temps de traitement, le temps de manipulation et le nombre d'étapes potentiellement sujettes aux erreurs qui peuvent compromettre l'intégrité des échantillons ou des résultats.

Vue d'ensemble des flux de travail classiques de cytométrie en flux

De nombreuses solutions classiques de numération des cellules CD34+ par cytométrie en flux, comme le Stem Kit pour cytomètre en flux FC500 de Beckman Coulter, exigent que la préparation des échantillons, la création de listes de travail, le processus d'examen des données et la présentation des données numériques soient réalisés manuellement. Ce flux de travail peut avoir pour conséquences l'allongement des délais d'exécution et de manipulation et implique la nécessité de faire appel à des opérateurs plus qualifiés.

Pour réaliser un test de numération de cellules CD34+ avec la méthode de référence (Stem Kit sur cytomètre FC500), l'opérateur doit vérifier manuellement l'alignement des instruments, préparer des contrôles afin de vérifier et d'ajuster le chevauchement des fluorochromes (compensation), préparer et exécuter des contrôles de processus et, enfin, préparer et analyser les échantillons réels des patients/donneurs. Les données obtenues doivent être vérifiées puis transférées manuellement au système d'information de laboratoire (SIL). De manière générale, les registres de réactifs et de contrôle qualité (CQ) sont tenus à jour manuellement. La figure 1 représente un flux de travail manuel de cytométrie en flux typique.

Figure 1. Exemple typique de flux de travail manuel de cytométrie en flux

Vue d'ensemble du flux de travail du cytomètre en flux AQUIOS CL

L'AQUIOS CL est un système automatisé qui effectue la plupart des étapes préparatoires conduisant à un résultat de test, ce qui permet d'éliminer la plupart des étapes de préparation manuelle.

Avec le système AQUIOS STEM de numération automatisée des cellules CD34+ sur l'AQUIOS, l'opérateur doit charger les réactifs dans le système une seule fois, démarrer l'instrument et lancer les vérifications avec les fluorosphères Flow Check et les échantillons de contrôle qualité ; il est ensuite prêt à analyser les échantillons des patients pendant le reste de sa journée de travail (figure 2).

Figure 2. Exemple typique de flux de travail avec le cytomètre en flux AQUIOS CL

Protocole de comparaison

L'objectif de cette étude de cas est d'évaluer la conception du cytomètre en flux AQUIOS CL pour la numération des CD34+ et de modéliser le flux de travail qui en résulte en le comparant à celui du Stem Kit sur cytomètre FC500 de Beckman Coulter (la méthode de référence). Dans cette étude de cas, les paramètres de flux de travail suivants sont pris en compte :

• Temps de traitement : pour les autres systèmes, cette durée est décomptée à partir de la première étape de préparation des échantillons et se termine avec l'obtention des résultats de tests. Pour le système AQUIOS CL, le temps de traitement est décompté dès le placement du premier échantillon dans le chargeur automatique et se termine avec l'affichage du résultat du test réalisé sur le dernier échantillon. Dans les deux cas, cette durée ne comprend pas le contrôle qualité.
• Temps de manipulation par l'opérateur : c'est le temps nécessaire à l'utilisateur pour effectuer physiquement les étapes énumérées dans les procédures de test fournies, conformément à la notice d'utilisation du fabricant.

Remarque : les intervalles de temps ont été établis grâce à un enregistrement vidéo des processus de préparation et d'analyse des échantillons. Ils ont ensuite été modélisés à l'aide d'un logiciel interne d'analyse des flux de travail.

Temps de traitement des échantillons et temps de manipulation par l'opérateur

Pour ce cas d'essai, les tests ont été réalisés sur un seul échantillon et sur un lot de 10 échantillons de sang périphérique mobilisé préparé en double avec un contrôle négatif. Le système AQUIOS STEM a été directement comparé à la méthode de référence, à savoir le Stem Kit sur le cytomètre FC500. Les données présentées concernent des tests réalisés sur des échantillons traités en double et avec un contrôle négatif.

Pour le test réalisé sur un seul échantillon, la durée entre la préparation des échantillons et l'obtention des résultats est sensiblement la même pour les deux méthodes (56 min et 19 s pour la méthode de référence et 53 min et 54 s pour l'AQUIOS ; figure 3a, à gauche). Cela s'explique par le fait que les étapes du processus sont largement déterminées par les temps d'incubation avec les anticorps et le réactif de lyse des globules rouges.

Cependant, le temps de manipulation par l'opérateur est réduit de 95 % : il est de 6 min 23 s pour la méthode de référence et de 0 min 20 s sur l'AQUIOS (figure 3a, à droite).

Pour le test réalisé sur le lot de 10 échantillons (ce qui représente la charge de travail moyenne quotidienne d'un centre de transplantation de cellules souches de moyenne envergure), ces différences sont plus frappantes. Le temps écoulé entre la préparation des échantillons et l'obtention des résultats est passé de 2 h 30 min 4 s pour la méthode de référence à 1 h 56 min 54 s pour l'AQUIOS (figure 3b, à gauche) ; le temps de manipulation par l'opérateur est également réduit, passant de 55 min 44 s pour la méthode de référence à 3 min 20 s pour le système AQUIOS STEM (figure 3b, à droite).

Comme lors d'un processus manuel, certaines étapes peuvent être réalisées en parallèle (pipetage de l'échantillon suivant pendant le temps d'incubation du premier échantillon, etc.) ; le temps global de traitement de 10 échantillons est plus court que le traitement d'un seul échantillon réalisé 10 fois.

Figure 3. Temps de traitement des échantillons et temps de manipulation par l'opérateur pour un seul échantillon de CD34+ (a) ou un lot de 10 échantillons de CD34+ (b) sur le cytomètre FC500 avec Stem Kit (méthode alternative, barres grises) et le système AQUIOS STEM (AQUIOS, barres rouges).

À raison d'une charge de travail de 10 échantillons analysés quotidiennement pendant un an, le système AQUIOS STEM permet à un laboratoire d'économiser chaque année des centaines d'heures de temps technique précieux. En outre, le temps de traitement réduit pour une charge de travail quotidienne moyenne de 10 échantillons à analyser permet de réaliser des analyses urgentes telles que la numération de cellules CD34+.

Temps de traitement et temps de manipulation par l'opérateur pour les procédures de contrôle qualité (CQ)

Dans un environnement réglementé, la performance du système doit être contrôlée à l'aide de contrôles qualité et de contrôles de processus appropriés, à la fois pour les réglages de l'instrument et les analyses à réaliser. Pour le Stem Kit sur le cytomètre FC500 comme pour l'AQUIOS, les fluorosphères Flow-Check, des suspensions analysées de fluorosphères (microsphères fluorescentes), sont utilisées pour la vérification quotidienne de l'alignement optique et du système fluidique du cytomètre en flux. La méthode de référence utilise des cellules CD34+ lyophilisées ajoutées à un échantillon de sang normal (cellules Stem-Trol) comme contrôles de processus pour la vérification des paramètres analytiques d'intérêt, tandis que le système AQUIOS STEM utilise des préparations liquides de leucocytes humains stabilisés (lymphocytes, monocytes et granulocytes) et d'érythrocytes qui ont des propriétés de lyse, de diffusion de la lumière, d'expression d'antigènes et de coloration d'anticorps caractéristiques de celles que l'on trouve dans les échantillons de sang total humain (cellules de contrôle CD34 AQUIOS STEM).

Le temps total nécessaire pour les procédures de contrôle qualité liées à la numération de cellules CD34+ passe de 2 h 2 min 22 s avec la méthode de référence à 1 h 9 min 44 s sur le système AQUIOS. Il convient de préciser que le contrôle qualité doit être réalisé avant l'analyse des échantillons du patient/donneur, ce qui permet de gagner 52 min 38 s par jour (figure 4a, à gauche). Pour une semaine de travail de cinq jours, cela équivaut à un gain de temps d'environ 4,5 h, et ce, uniquement pour les procédures de contrôle qualité (figure 4b, à gauche).

Le temps de manipulation par l'opérateur pour les procédures de contrôle qualité passe de 12 min 22 s (méthode de référence) à 1 min 51 s (AQUIOS) par jour (figure 4a, à droite), ce qui correspond à un gain de temps total de manipulation par l'opérateur de 52 minutes par semaine (figure 4b, à droite) pour les procédures de contrôle qualité.

Figure 4. Temps de traitement et temps de manipulation par l'opérateur pour les procédures de contrôle qualité (CQ) sur le cytomètre FC500 avec Stem Kit (méthode alternative, barres grises) et le système AQUIOS STEM (AQUIOS, barres rouges) pour un jour de travail (a) et une semaine de travail de cinq jours (b).

Résumé

Dans tous les cas d'essais réalisés, le temps de manipulation nécessaire est considérablement plus court avec le système AQUIOS STEM qu'avec la méthode de référence. Pour une semaine de travail classique de cinq jours avec une charge de travail de 10 échantillons à analyser quotidiennement, le système AQUIOS STEM permet de réduire la charge de travail manuel d'environ six heures, ce qui permet au laboratoire de répartir ses ressources de manière plus efficace. En outre, le système AQUIOS STEM réduit le temps de traitement global entre la préparation des échantillons et l'obtention des résultats du patient, ce qui est essentiel pour les tests urgents comme la numération de cellules CD34+.

Le système AQUIOS STEM est une solution quantitative automatisée qui utilise un processus de préparation des échantillons « sans lavage » pour la numération des cellules souches et progénitrices hématopoïétiques CD34+. Ce système étant conçu comme un analyseur automatisé qui permet un traitement autonome des échantillons de l'introduction des échantillons à l'affichage des rapports de résultats, il est qualifié de cytomètre en flux « Load & Go » (cytomètre autonome à charger). Grâce à ses fonctions d'automatisation, le système AQUIOS STEM se démarque des autres méthodes (y compris sa méthode de référence, à savoir le cytomètre FC500 avec Stem Kit) qui nécessitent de réaliser un grand nombre d'étapes manuellement. L'approche tout-en-un du système AQUIOS STEM a été pensée pour faire gagner du temps aux laboratoires modernes et pour les aider à améliorer l'efficacité de leur flux de travail.