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    Silicon Biosystems Spa Bologna ITALY

    www.siliconbiosystems.com

    NI Medical Innovation Summit Modena 8th June 2010

    DEPArray: Progettazione, prototipazione e

    fabbricazione di un sistema per l'individuazione, lamanipolazione ed il sorting di singole cellule

    Ing. Gianni Medoro (Silicon Biosystems)Dott. Davide Ramanand (Skytechnology)

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    Agenda

    Company Introduction

    DEPArray Technology

    Cell Manipulation by Dielectrophoresis

    Uniqueness of Performances

    DEPArray Applications

    Oncology: Personalized Therapy

    Prenatal Diagnosis: Non Invasive Approach

    Partnership Network Synergy with National Instruments and Sky Technology

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    10 Years from Technology Concept to MatureProduct with Applications

    1999 Company founded by 4 scientists at Bologna University

    Core patent on Moving DEP Cages filed

    2000-2005 DEPArray technology Proof-of-concept developed under EU,Government and Regional funding (> 5M total)

    2006 1st fund raising round (1.5M)

    DEPArray technology and NIPD application development

    2007 2nd fund raising round (5.5M)

    Direct & Indirect Gov funding: (~ 2.5 M)

    2008 3rd fund raising round (3.5M)

    Oncology application development started

    2009 CE Mark for DEPArrayStart of marketing activities

    2010 4th fund raising round (5M)

    Head count ~24 FTE, 27 patents filed

    NIPD and Oncology Applications close to Pilot Trial

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    DEPArray Cell Sorting

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    Silicon Biosystems Patented Technology:Moving DEP Cages

    + + + +--

    -

    nDEP Cage nDEP Cage

    + +++ --

    Non-uniform electric field generated by the chipelectrodes (cross section)

    Cell trapping by DEP cages

    cage-move

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    Sorting of Fluorescent Cells with DEPArray

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    Moving DEP Cages Enables OutstandingPerformance in Single-Cell Sorting

    Mainchamber

    ParkingRecovery

    1. Inject, trap and image all cells2. Move all cells of interest into

    Parking chamber

    3. Move separately to Recoverychamber and flush

    Features Multiparametric image-based

    sorting

    Single cell resolution

    Small cell loads

    Gentle on cells No a priori thresholds choose

    bestcells

    Sorting based on slow kinetics(10-100s minutes) possible

    http://images.google.it/imgres?imgurl=http://www.daigger.com/assets/product_images/4251a.jpg&imgrefurl=http://www.daigger.com/catalog/department/d-Centrifuge%2BBottles/Centrifuge%2BBottles&usg=__kuzQNmnRy8W2udK-XSyG6PfJZrQ=&h=200&w=151&sz=3&hl=it&start=2&tbnid=uzoYmfsRbgU3tM:&tbnh=104&tbnw=79&prev=/images%3Fq%3DEPPENDORF%2Btube%26gbv%3D2%26hl%3Dit%26sa%3DXhttp://images.google.it/imgres?imgurl=http://www.daigger.com/assets/product_images/4251a.jpg&imgrefurl=http://www.daigger.com/catalog/department/d-Centrifuge%2BBottles/Centrifuge%2BBottles&usg=__kuzQNmnRy8W2udK-XSyG6PfJZrQ=&h=200&w=151&sz=3&hl=it&start=2&tbnid=uzoYmfsRbgU3tM:&tbnh=104&tbnw=79&prev=/images%3Fq%3DEPPENDORF%2Btube%26gbv%3D2%26hl%3Dit%26sa%3DXhttp://deparray-a300k-beta4.wmv/
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    Individual Cell Sorting with DEPArray A300K

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    DEPArray is the Last Milefor AutomaticRare-Cells Sorting in High-Value Applications

    We bridge the gap betweenenrichment and single-cell analysis

    BiologicalSample

    Enriched Cells

    Pure Cells

    Enrichment / Sample-Prep

    DEParray Sorting

    Downstream Analysis

    1/1,000,000,000

    1/1,000-10,000

    1/1

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    Targeting Unmet Medical Needs with DEPArray

    Oncology: Circulating Tumor Cells Isolation From prognosis (based on enumeration of CTC) to personalized

    therapy (based on isolation of CTC)

    Prenatal Diagnosis: Circulating Fetal Cells Isolation From Amniocentesis and Villocentesis to Non-Invasive Prenatal

    Diagnosis (based on Circulating Fetal Cells)

    Life-Science Research

    Stem-cells Immunology

    Single-cell biology

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    Cancer Personalized Therapy

    with DEPArray

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    Rare, but Important: The Role of CTC in theCreation of Metastasis

    Image From:

    The bone marrow niche: habitat tohematopoietic and mesenchymal stem cells, and

    unwitting host to molecular parasites

    Y Shiozawa, A M Havens, K J Pienta and R S Taichman

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    Personalized Oncology Treatment: genetic detection to

    identify addressable patients

    Silicon Biosystems tests for genetic profiling enables to

    determine effectiveness and allows targeting of treatment Cell growth inhibitor treatment is fastest growing class of cancer

    drugs from $9.5bn in 2005 to $22bn in 2010 at a CAGR of 18% Cell growth inhibitor treatment is expensive (monthly cost

    ranging from $3,000 to $10,000), with significant side-effects

    0

    200,000

    400,000

    600,000

    800,000

    1,000,000

    1,200,000

    Breast Co lo rectal Lun g Sto mach Pan creas Ovary Pro state Head &Neck

    Bladder

    Annual courses of treatment EU, US, Japan by type of cancer

    # treatments for secondrecurrence of malignancy

    # treatments fo r first

    recurrence of malignancy# undergoing initialintervention

    Colorectal and Lungrepresent ca 1mcourses of treatmentrequiring monitoring

    each year

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    CTC genetic profiling: dramatic improvement inpatient life

    CTC molecular analysis allowsselection of most effectivedrugs

    Longer & Better life for patient

    Cost saving for healthcaresystem

    A market paradigm switch:from prognosis

    to personalized therapy

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    DEPArray Enables the Isolation of Circulating

    Tumor Cells and their Molecular Analysis

    Codon 12G>T; Gly2Val

    Sample CTC36-2

    Genome-wide detection of chromosomalunbalances

    Detection of point mutations (e.g. KRAS)

    CTCs (CK-green/DAPI-blue) isolatedwith DEPArray from a metastatic

    breast cancer patient

    CTCs isolated withDEPArray from a

    metastatic colorectalcancer patient

    e.g. KRASmutation testing

    is required topredict efficacyof treatment

    with Ceutximabor Panitumumab

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    Non Invasive Prenatal

    Diagnosis with DEPArray

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    Amniocentesis and chorionic villus sampling:high-risk of miscarriages and unpleasant procedures

    Amniocentesis Chorionic Villus Sampling

    Mothers

    ageRisk Need

    20 years 1 in 1,600 Low

    25 years 1 in 1,300

    Medium30 years 1 in 1,000

    35 years 1 in 365

    High40 years 1 in 90

    45 years 1 in 30

    Risk of fetal loss 0.5-1.5%

    DEPA E bl th I l ti f Ci l ti

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    DEPArray Enables the Isolation of Circulating

    Fetal Cells and their Molecular Analysis

    Detection and Sorting of fetal cells frommaternal blood

    Genetic Analysis

    Fetal

    Cells

    Mother

    male

    M P

    AMXY D21S11 HPRT

    Example of Fetal Cell isolated withDEPArray from peripheral blood of a

    pregnant woman:

    nRBC (-Globin-red/DAPI-blue)

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    Sizeable and highly predictable market for NIPD

    2.0m high-risk pregnancies in EU, US and Japan, but only24% adoption of amniocentesis test which has a risk ofmiscarriage

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    Partnership Network

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    DEPArray System

    Equipment Lab-on-a-Chip

    Software

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    Network of Competences

    Chip

    Manufacturing

    Partner

    Mixed Analog-Digital I/O

    Image Processing

    Heat Management

    Software &

    Firmware IVD

    Support

    Power RF Design

    Equipment

    Manufacturing

    Partner

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    Network of Competences

    Chip

    Manufacturing

    Partner

    Heat Management Power RF Design

    Equipment

    Manufacturing

    Partner

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    Partnership goals

    Application

    Tech Concept

    Prototyping

    Validation

    Ingegnerizzazione

    Feedback

    (Internal users,

    Research institutes,Customers,

    Market researches

    & analysis) Maximum

    Flexibility

    Time-to-

    market

    Partnership had to

    address all arosen

    necessities, especiallythose below:

    Iterative

    process

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    Needs

    Flexibility

    Time-to-market

    Proven success (on specific items)

    Qualified support

    Future development support

    Robustness

    Maintainbility

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    Why NI - 1

    Worldwide player Products wide choice (Time-to-market, Support)

    Ease of integration (HW with SW) (Time-to-Market, Flexibility)

    Local & central branches (Support)

    Corporate support R&D - upon agreement (Support)

    Product Development (Future development)

    Alliance Partner Network Services Firm (Support, Robustness)

    Integrators (Support , Robustness)

    Large Libraries Collection(Time-to-market, Support, Robustness)

    Long-Term Support (Maintenability (& Evolution as well))

    LabVIEW real-time (Robustness)

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    Why NI - 2

    Try-n-buy operation (Time-to-Market, Support (NI Italy+corporate))

    Openness Integration with Silicon Biosystems proprietary service infrastructure (Time-to-

    Market, Robustness)

    Integration with third-parties instrumentation drivers (Time-to-Market)

    Integration with third-parties imaging algorithmics (Time-to-Market, Robustness)

    Wide COTS offering Cost optimization path support ((near!) Future development) (FlexRIO?)

    Runtime changes can be easily managed (Flexibility, Time-to-market)

    Certified/Supported COTS Widely used COTS as a facilitating element in regulated markets certification

    achievement (Support, Robustness)

    In our experience, NI is a dynamic reality putting much attention onmarket evolutions, interested in supporting strategic partnerships.

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    Conclusions

    Technically: an outstanding exercise! The machine involves knowledge and requirements necessitating many

    different aspects and corresponding knowledge

    Ethically: biomedical devices are of undiscussed ethic value Thinking in terms of machine intended use is a great motivational point

    But overall: great team work! All involved parties have really pushed far beyond the usual

    Integration issues couldnt be surpassed without all actors stronginvolvment

    So, looking forward to next meeting to share with you future evolutions!

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    www.siliconbiosystems.com

    www.ni.com/it

    www.skytechnology.it