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Archiviazione e analisi efficaci dei dati biologici presso la biobanca britannica

Archiviazione e analisi efficaci dei dati biologici presso la biobanca britannica

UK Biobank è un’importante iniziativa di ricerca medica con sede a Manchester, nel Regno Unito. L’obiettivo dell’azienda è costruire la risorsa di informazioni più dettagliate al mondo in grado di supportare una vasta gamma di ricerche volte a migliorare la prevenzione, la diagnosi e il trattamento di un’ampia gamma di malattie gravi e pericolose per la vita e a promuovere la salute in tutta la società. UK Biobank ha scelto Thermo Scientific LIMS per monitorare, archiviare, gestire e segnalare i dati biologici di 500.000 persone nell’ambito di uno dei più grandi progetti di ricerca medica mai condotti.

Operazioni e procedure della UK Biobank
La relazione tra la salute e la povertà di una nazione è ben nota, ma le soluzioni per colmare il divario tra la fornitura di assistenza sanitaria per ricchi e poveri non sono così facili da trovare. Una grande quantità di conoscenza è disponibile da diverse fonti, ma non esiste un sistema completo per la raccolta sistematica di dati che possa essere utilizzata per stabilire il vero impatto della malattia sulla prosperità di una nazione e viceversa. Un aspetto di questo viene affrontato dalla UK Biobank. Nei prossimi anni la biobanca britannica sta costruendo una risorsa unica e ricca per indagare sul motivo per cui alcune persone sviluppano malattie particolari mentre altre no. Durante un periodo iniziale di reclutamento di tre anni e mezzo, sono stati istituiti 20 centri di valutazione in tutto il Regno Unito. L’organizzazione ha reclutato poco più di 500.000 partecipanti entro la metà del 2010. Tutte le informazioni raccolte vengono archiviate centralmente e aggiornate man mano che lo stato di salute di ogni partecipante viene monitorato. L’obiettivo era reclutare il maggior numero possibile di partecipanti e raccogliere da loro quante più informazioni dettagliate possibile. Il numero di partecipanti, le risposte alle domande e la qualità delle misurazioni sono fondamentali per un risultato favorevole per questo progetto.

Per soddisfare la vasta portata di questo progetto, era necessario un sistema completo di gestione delle informazioni di laboratorio (LIMS) per raccogliere, archiviare, ordinare e recuperare i dati rilevanti in un formato utilizzabile. Inoltre, il LIMS doveva essere in grado di fornire analisi e report affidabili in tempo reale e fornire un accesso sicuro ai dati in qualsiasi momento. Nel tentativo di soddisfare le esigenze di questo progetto impegnativo e complesso, la Biobank del Regno Unito ha selezionato Thermo Scientific LIMS per archiviare e tenere traccia dell’enorme quantità di dati generati dall’elaborazione e analisi di campioni. Oltre a rispondere a una varietà di domande sullo stile di vita e mediche utilizzando la tecnologia touch screen automatizzata, i partecipanti hanno donato campioni di sangue, urina, saliva e RNA che sono stati elaborati in un centro di elaborazione centrale per produrre più di 15 milioni di singole aliquote. Tutte le elaborazioni e le analisi sono state monitorate da Thermo Scientific LIMS. Per ogni aliquota il LIMS registra un riferimento al suo genitore, il suo ID codice a barre 2-D, il suo ID codice a barre del rack, la sua posizione sul rack, la posizione del rack nel negozio e il contenuto dell’aliquota, tra le altre cose. In totale, UK Biobank detiene diverse centinaia di milioni di punti dati all’interno del database sottostante.

Formato dello studio
Dopo il consenso, ai partecipanti è stato chiesto di fornire piccoli campioni di sangue, urina, saliva e RNA per la conservazione e l’analisi a lungo termine e di avere alcune misurazioni standard come pressione sanguigna, altezza (in piedi e seduti), peso e bioimpedenza, grasso corporeo / circonferenza vita e fianchi, forza della presa della mano, densità ossea e funzione polmonare. Ai partecipanti è stato anche chiesto di compilare un questionario confidenziale su salute, stile di vita, memoria, lavoro e storia familiare, mentre le loro cartelle cliniche di routine e altri dati relativi alla salute saranno seguite da UK Biobank nei prossimi 30 anni.

Alla fine, UK Biobank consentirà ai ricercatori pienamente approvati di accedere a dati e campioni per studiare l’impatto dello stile di vita, dell’ambiente e dei geni sulla progressione delle malattie. Analizzando le risposte, le misurazioni e i campioni raccolti dai partecipanti, i ricercatori potrebbero essere in grado di capire perché alcune persone sviluppano malattie particolari mentre altre no. Ciò aiuterà i ricercatori a comprendere meglio le cause delle malattie ea trovare nuovi modi per prevenire, diagnosticare e trattare molte condizioni diverse.

Thermo Scientific LIMS
Commercializzato per la prima volta nel 1998, Thermo Scientific LIMS è progettato per soddisfare le applicazioni che richiedono maggiore flessibilità rispetto a un LIMS aziendale tradizionale. Flessibile e robusto, con gestione automatizzata delle lastre ed estensioni facilmente configurabili, Thermo Scientific LIMS è il LIMS preferito da molte organizzazioni.

Thermo Scientific LIMS include una tecnologia brevettata per flussi di lavoro con un’interfaccia flessibile e intuitiva per mappare graficamente i flussi di lavoro di laboratorio del ciclo di vita del campione. Con la sua integrazione di strumenti incorporata, ilIl sistema offre guadagni di produttività fin dall’inizio, mentre la flessibilità del software offre la possibilità di creare estensioni per interfacciarsi con altri sistemi. Il sistema è compatibile con Microsoft® Office pur essendo progettato, sviluppato e supportato in un ambiente ISO 9001 / TickIT.

UK Biobank ha scelto Thermo Scientific LIMS in quanto progettato per soddisfare i requisiti unici dei laboratori di ricerca e sviluppo. Senza un sistema di gestione delle informazioni chiaramente mirato e appropriato, i ricercatori non sarebbero in grado di accedere e utilizzare l’enorme risorsa di informazioni creata dal progetto UK Biobank.

“La flessibilità, l’adattabilità, la scalabilità e la stabilità di Thermo Scientific LIMS, combinate con Thermo Fisher Scientific L’impegno per le operazioni di biobanche e la lunga esperienza al servizio delle scienze della salute e delle industrie farmaceutiche, rendono Thermo Scientific LIMS una scelta eccellente per la gestione dei dati di questo particolare progetto “, ha affermato Darren Jackson, responsabile LIMS per UK Biobank. “Al culmine delle attività di reclutamento dei partecipanti, UK Biobank raccoglieva campioni e dati da sei centri di valutazione remoti che operavano contemporaneamente, sei giorni alla settimana. Circa 600 partecipanti hanno frequentato quotidianamente i centri di valutazione, donando dati chiave e circa 5.000 campioni biologici nel processo. L’elaborazione di laboratorio dei campioni forniti ha prodotto circa 20.000 aliquote conservate su 200 rack ogni giorno. Thermo Scientific LIMS è stato determinante nel consentire il supporto di tali attività ad alto rendimento “.

Prima di entrare a far parte di UK Biobank, Darren Jackson ha acquisito oltre 10 anni di esperienza nella progettazione, implementazione e amministrazione di sistemi LIMS Thermo Scientific in una varietà di laboratori ambienti. Entrando a far parte della UK Biobank, un anno dopo l’inizio dello studio, Darren ha ereditato un LIMS che era stato configurato per supportare le operazioni iniziali di reclutamento dei partecipanti ed era responsabile dell’ulteriore sviluppo e amministrazione del sistema man mano che le operazioni di laboratorio si intensificavano e si diversificavano.

Raccolta dei dati
Durante la fase di reclutamento iniziale dello studio UK Biobank, i dati e i campioni giornalieri dei partecipanti sono stati trasferiti in modo sicuro al centro di coordinamento della UK Biobank. Dopo l’elaborazione del campione, sono state prodotte più aliquote (fino a 36 per persona) e conservate in un archivio di lavoro automatizzato a -80 ° C e in un deposito di azoto liquido di riserva in una posizione geograficamente distinta per motivi di sicurezza. Durante la valutazione e la raccolta del campione, a ogni partecipante è stata rilasciata una chiave di memoria USB (Universal Serial Bus) che fungeva sia da identificatore che da dispositivo di archiviazione dati temporanea di backup.

Le provette vacutainer con codice a barre sono state utilizzate per raccogliere campioni di sangue, urina, saliva e RNA presso i centri di valutazione utilizzando rack pre-preparati. Dopo la raccolta di un set completo di campioni da un partecipante, i computer hanno verificato che ogni partecipante avesse completato tutti i test richiesti e il codice a barre univoco su ciascuna provetta vacutainer è stato quindi scansionato nel sistema IT del centro di valutazione collegando così ogni vacutainer con un partecipante unico numero identificativo. Questo processo ha consentito di generare un collegamento tra i dati dei partecipanti dal centro di valutazione con l’avvio della struttura dei dati di laboratorio nel LIMS Thermo Scientific centrale.

Quando i vacutainer sono arrivati al laboratorio centrale, sono stati scansionati e confrontati con un file di dati LIMS generato dai dati forniti nei centri di valutazione. I vacutainer sono stati poi processati in laboratorio utilizzando sistemi automatizzati. I tempi di elaborazione e le temperature di tutte le operazioni e gli identificatori dei tecnici di laboratorio associati sono stati registrati nel LIMS. In futuro tutti i campioni richiesti per la ricerca per un dato partecipante (i) saranno identificati nel LIMS e recuperati dai rack contenenti le provette richieste utilizzando i loro identificatori con codice a barre.

Vantaggi ottenuti con Thermo Scientific LIMS

L’efficienza e l’accuratezza di Thermo Scientific LIMS sono state inizialmente testate presso la UK Biobank, in uno studio pilota di tre mesi, che si è svolto tra marzo e giugno 2006, e ha reclutato 4.000 partecipanti. Durante lo studio pilota, il sistema ha dimostrato di memorizzare informazioni sulla posizione e sul collegamento tra i partecipanti e campioni / aliquote. Ha anche mantenuto un record del volume dei campioni utilizzati e del volume rimanente. Ciò ha attivato il rifornimento dall’archivio di backup e ha contribuito a guidare le decisioni di accesso alle risorse per i campioni esauriti. Lo studio pilota integrato ha dimostrato che l’interfacciamento automatizzato e la convalida dei dati dal pipettaggio robotico e dalle stazioni di lavoro di formattazione hanno funzionato bene senza problemi. La convalida del processo integrata di Thermo Scientific LIMS ha impedito errori umani nella trascrizione dei dati.

Dopo aver raccolto i dati, i risultati possono essere esaminati e autorizzati sul Web o all’interno del client LIMS Thermo Scientific.

Sebbene Thermo Scientific LIMS offra flessibilità nei flussi di lavoro richiesti dalle organizzazioni di ricerca e sviluppo, UK Biobank ha configurato specificamente il LIMS per seguire determinati flussi di lavoro fissi in modo che tutti i campioni seguano gli stessi protocolli per i test e la conservazione. La flessibilità della soluzione si rivelerà vitale per l’efficacia dello studio a lungo termine, poiché alcuni parametri e requisiti possono cambiare con l’evoluzione dei processi. Per gestire e archiviare in modo appropriato la grande quantità di dati generati dallo studio sulla biobanca del Regno Unito, Thermo Scientific LIMS si è sviluppato in un archivio centrale di un sistema automatizzato che riceve i campioni, li fraziona in contenitori appropriati per i test, quindi analizza, traccia e archivia dati relativi a tali campioni. La raccolta dei dati, la gestione delle risorse e l’elaborazione dei dati sono state in gran parte completamente automatizzate e tutti i dati chiave del laboratorio di studio della biobanca britannica sono stati memorizzati in un database centrale. Durante la fase iniziale di reclutamento dei partecipanti, il LIMS è stato regolarmente utilizzato per fornire aggiornamenti giornalieri e rapporti di gestione per consentire un facile monitoraggio delle attività di elaborazione del laboratorio. Si prevede che, alla fine, i ricercatori autorizzati saranno in grado di accedere ai dati LIMS rilevanti, come richiesto, per supportare il loro lavoro.

Prossimi passi
Dopo la conclusione della fase di reclutamento dei partecipanti, UK Biobank svilupperà ulteriormente lo studio, nei prossimi anni, invitando i partecipanti selezionati a sottoporsi a studi di follow-up. Il LIMS Thermo Scientific sarà ulteriormente sviluppato per supportare tali operazioni in corso.

Il LIMS finirà per fungere da parte di un data warehouse completo per i ricercatori che avranno bisogno di accedere e interrogare dati e campioni, analisi e risultati chiave.

Conclusione
Con l’aiuto di Thermo Fisher Scientific e della sua soluzione LIMS Thermo Scientific, UK Biobank consentirà agli scienziati di ottenere una visione unica dei fattori causali genetici e ambientali associati a un’ampia gamma di malattie debilitanti, fornendo informazioni vitali necessarie per lavorare su future misure preventive e curative le misure.

©2017 Thermo Fisher Scientific Inc. All rights reserved. All trademarks are the property of Thermo Fisher Scientific Inc. and its subsidiaries unless otherwise specified. This information is presented as an example of the capabilities of Thermo Fisher Scientific Inc. products. It is not intended to encourage use of these products in any manners that might infringe the intellectual property rights of others. Specifications, terms and pricing are subject to change. Not all products are available in all countries. Please consult your local sales representative for details. CS80036-EN 0417S

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