1
00:00:00,557 --> 00:00:04,235
In de ruimte waar vroeger
één transistor paste,

2
00:00:04,259 --> 00:00:07,098
kunnen we er nu een miljard kwijt.

3
00:00:07,636 --> 00:00:11,533
Dit heeft ervoor gezorgd dat een computer
ter grootte van een hele kamer

4
00:00:11,557 --> 00:00:14,146
nu in je zak past.

5
00:00:14,170 --> 00:00:17,189
Je kan zeggen dat de toekomst klein is.

6
00:00:17,611 --> 00:00:18,818
Als ingenieur

7
00:00:18,842 --> 00:00:22,827
ben ik geïnspireerd door deze revolutie
van miniaturisering in computers.

8
00:00:22,851 --> 00:00:24,199
Als arts

9
00:00:24,223 --> 00:00:29,946
vraag ik me af of we dit kunnen gebruiken
om het aantal sterfgevallen te beperken

10
00:00:29,970 --> 00:00:34,077
ten gevolge van een van de meest
snelgroeiende ziektes op aarde:

11
00:00:34,101 --> 00:00:35,519
kanker.

12
00:00:35,543 --> 00:00:36,798
Als ik dat zeg,

13
00:00:36,822 --> 00:00:40,600
is wat de meeste mensen horen
dat ik werk aan het genezen van kanker.

14
00:00:40,624 --> 00:00:41,887
En dat doen we ook.

15
00:00:41,911 --> 00:00:43,062
Maar wat blijkt,

16
00:00:43,086 --> 00:00:45,887
is dat we een geweldige kans hebben
om levens te redden

17
00:00:45,911 --> 00:00:49,244
door vroege detectie
en het voorkomen van kanker.

18
00:00:49,785 --> 00:00:53,908
Wereldwijd zijn tweederde van de 
sterfgevallen als gevolg van kanker

19
00:00:53,938 --> 00:00:57,988
te voorkomen met bestaande middelen.

20
00:00:58,406 --> 00:01:01,305
Dingen zoals vaccinaties, tijdige controle

21
00:01:01,329 --> 00:01:03,562
en natuurlijk stoppen met roken.

22
00:01:04,316 --> 00:01:07,909
Maar zelfs met de beste middelen
en technologieën die we nu hebben,

23
00:01:07,933 --> 00:01:09,996
kunnen sommige tumoren
niet gevonden worden

24
00:01:10,020 --> 00:01:13,690
totdat ze al 10 jaar oud zijn

25
00:01:13,714 --> 00:01:17,477
en 50 miljoen cellen sterk.

26
00:01:18,098 --> 00:01:19,997
Als we nu eens betere technieken hadden

27
00:01:19,997 --> 00:01:22,987
om sommige van de dodelijkste kankers
eerder te ontdekken,

28
00:01:23,011 --> 00:01:26,548
als ze verwijderd zouden kunnen worden
als ze pas net beginnen te groeien?

29
00:01:26,562 --> 00:01:29,837
Laat me je vertellen hoe miniaturisering
ons zou kunnen helpen.

30
00:01:31,140 --> 00:01:33,428
Dit is een microscoop in een typisch lab

31
00:01:33,452 --> 00:01:37,008
die een patholoog zou gebruiken
om naar een weefselmonster te kijken,

32
00:01:37,032 --> 00:01:39,470
zoals een biopsie of een uitstrijkje.

33
00:01:39,927 --> 00:01:41,995
Deze microscoop van 7.000 dollar

34
00:01:42,019 --> 00:01:45,275
wordt gebruikt door iemand
met jaren gespecialiseerde training

35
00:01:45,299 --> 00:01:47,088
om kankercellen te herkennen.

36
00:01:48,126 --> 00:01:51,172
Dit is een afbeelding
van mijn collega aan Rice University,

37
00:01:51,196 --> 00:01:52,774
Rebecca Richards-Kortum.

38
00:01:52,798 --> 00:01:56,625
Wat zij en haar team hebben gedaan,
is die hele microscoop miniaturizeren

39
00:01:56,649 --> 00:01:58,624
tot dit onderdeel van 10 dollar,

40
00:01:58,648 --> 00:02:01,464
wat op het eind van een glasvezel past.

41
00:02:01,923 --> 00:02:05,557
Wat dit betekent is dat in plaats van
een monster van een patiënt te nemen

42
00:02:05,581 --> 00:02:07,230
en naar de microscoop te sturen,

43
00:02:07,254 --> 00:02:09,810
je de microscoop
naar de patiënt kan brengen.

44
00:02:10,260 --> 00:02:14,619
En dan, in plaats van een specialist
naar de foto's te laten kijken,

45
00:02:14,643 --> 00:02:19,705
kan je de computer trainen om normale
cellen en kankercellen te vergelijken.

46
00:02:20,084 --> 00:02:21,254
Dit is belangrijk,

47
00:02:21,278 --> 00:02:24,315
omdat in landelijke gemeenschappen,

48
00:02:24,339 --> 00:02:27,578
zelfs als mobiele screening beschikbaar is

49
00:02:27,602 --> 00:02:30,435
om in de gemeenschap ter plaatse
onderzoeken te doen

50
00:02:30,459 --> 00:02:31,864
en monsters te nemen

51
00:02:31,888 --> 00:02:35,104
en ze naar het centrale ziekenhuis
te sturen voor analyse,

52
00:02:35,128 --> 00:02:36,472
dat wanneer dagen later

53
00:02:36,496 --> 00:02:39,107
vrouwen worden gebeld
over een abnormaal resultaat

54
00:02:39,107 --> 00:02:41,024
en worden uitgenodigd om langs te komen,

55
00:02:41,024 --> 00:02:45,171
de helft van hen niet komt opdagen,
omdat ze de reis niet kunnen betalen.

56
00:02:45,721 --> 00:02:49,145
Met de geïntegreerde microscoop
en computeranalyse

57
00:02:49,169 --> 00:02:51,997
hebben Rebecca en haar collega's
een busje kunnen maken

58
00:02:52,021 --> 00:02:55,807
dat de diagnostische technologie
en de behandelingsmaterialen heeft.

59
00:02:55,831 --> 00:02:58,545
Dat betekent dat ze de diagnose

60
00:02:58,569 --> 00:03:01,256
en de therapie ter plekke kunnen doen,

61
00:03:01,280 --> 00:03:03,418
zodat niemand in het proces
verloren gaat.

62
00:03:03,831 --> 00:03:07,779
Dit is slechts één voorbeeld van hoe
miniaturisering levens kan redden.

63
00:03:08,148 --> 00:03:09,301
Als ingenieurs

64
00:03:09,325 --> 00:03:12,070
zien we dit simpelweg als miniaturisering.

65
00:03:12,094 --> 00:03:14,531
Je had iets groots
en hebt het klein gemaakt.

66
00:03:14,555 --> 00:03:16,806
Maar wat ik je net
vertelde over computers,

67
00:03:16,830 --> 00:03:19,076
was dat ze onze levens hebben veranderd

68
00:03:19,100 --> 00:03:23,401
toen ze klein genoeg werden
om ze overal mee naartoe te nemen.

69
00:03:23,785 --> 00:03:28,081
Dus wat is de transformatieve
equivalent hiervan in de geneeskunde?

70
00:03:28,500 --> 00:03:31,636
Als je nu eens een detector had

71
00:03:31,660 --> 00:03:35,922
die klein genoeg was
om door je lichaam te bewegen,

72
00:03:35,946 --> 00:03:38,359
die de tumor helemaal zelf kon vinden

73
00:03:38,383 --> 00:03:40,752
en een signaal kon geven
aan de buitenwereld?

74
00:03:41,079 --> 00:03:43,156
Het klinkt een beetje als science fiction.

75
00:03:43,180 --> 00:03:47,083
Maar in werkelijkheid
laat nanotechnologie ons precies dat doen.

76
00:03:47,415 --> 00:03:52,296
Nanotechnologie geeft ons de mogelijkheid
onderdelen van de detector te doen krimpen

77
00:03:52,320 --> 00:03:54,157
van de breedte van een mensenhaar,

78
00:03:54,181 --> 00:03:55,841
100 micron,

79
00:03:55,865 --> 00:03:58,420
tot duizend keer kleiner,

80
00:03:58,444 --> 00:04:00,346
100 nanometer.

81
00:04:00,370 --> 00:04:03,180
En dat heeft ingrijpende gevolgen.

82
00:04:03,583 --> 00:04:07,226
Het blijkt dat materialen
hun eigenschappen veranderen

83
00:04:07,250 --> 00:04:08,846
op een nanoschaal.

84
00:04:09,279 --> 00:04:11,777
Je neemt een gewoon materiaal zoals goud

85
00:04:11,801 --> 00:04:15,122
en maalt het tot poeder,
tot gouden nanodeeltjes,

86
00:04:15,146 --> 00:04:18,458
en het verandert in kleur
van goud naar rood.

87
00:04:19,082 --> 00:04:22,895
Als je een exotischer materiaal neemt,
zoals cadmium selenide --

88
00:04:22,919 --> 00:04:25,093
vormt een grote, zwarte kristal --

89
00:04:25,117 --> 00:04:27,718
als je van dit materiaal
nanokristallen maakt,

90
00:04:27,742 --> 00:04:29,315
en je stopt ze in een vloeistof

91
00:04:29,339 --> 00:04:31,163
en je schijnt er licht op,

92
00:04:31,187 --> 00:04:32,353
dan gloeien ze.

93
00:04:32,377 --> 00:04:38,008
Ze gloeien blauw, groen,
geel, oranje, rood,

94
00:04:38,032 --> 00:04:40,307
alleen afhankelijk van hun maat.

95
00:04:40,887 --> 00:04:44,890
Het is geweldig! Kan je je zo'n voorwerp
voorstellen in de macrowereld?

96
00:04:44,914 --> 00:04:51,485
Stel je voor dat alle jeans
in je kast van katoen zijn gemaakt,

97
00:04:51,509 --> 00:04:55,820
maar verschillende kleuren hebben
afhankelijk van hun maat.

98
00:04:56,212 --> 00:04:57,908
(Gelach)

99
00:04:58,982 --> 00:05:00,506
Dus wat ik als arts

100
00:05:00,530 --> 00:05:02,754
net zo interessant vind,

101
00:05:02,778 --> 00:05:05,258
is dat het niet alleen
de kleur van het materiaal is

102
00:05:05,258 --> 00:05:07,033
die verandert op de nanoschaal;

103
00:05:07,057 --> 00:05:10,665
de manier waarop ze door je lichaam
bewegen verandert ook.

104
00:05:11,137 --> 00:05:13,936
Het is dit soort observaties
die we gaan gebruiken

105
00:05:13,960 --> 00:05:16,134
om een betere kankerdetector te maken.

106
00:05:16,158 --> 00:05:17,911
Ik zal laten zien wat ik bedoel.

107
00:05:18,686 --> 00:05:20,883
Dit is een bloedvat in het lichaam.

108
00:05:20,907 --> 00:05:23,318
Rondom het bloedvat zit een tumor.

109
00:05:23,683 --> 00:05:26,724
We gaan nanodeeltjes
injecteren in het bloedvat

110
00:05:26,748 --> 00:05:30,928
en kijken hoe ze bewegen
van de bloedbaan naar de tumor.

111
00:05:31,464 --> 00:05:35,816
Nu blijkt dat de bloedvaten
van veel tumoren lekken

112
00:05:35,840 --> 00:05:40,206
en dus kunnen veel nanodeeltjes
van de bloedbaan de tumor in lekken.

113
00:05:40,628 --> 00:05:43,762
Of ze het bloedvat uitlekken
is afhankelijk van hun maat.

114
00:05:44,129 --> 00:05:45,279
Dus in dit plaatje

115
00:05:45,303 --> 00:05:49,674
lekken de kleinere, honderd-nanomenter,
blauwe deeltjes eruit

116
00:05:49,698 --> 00:05:53,094
en de grotere, 500-nanometer,
rode nanodeeltjes

117
00:05:53,118 --> 00:05:54,895
zitten vast in de bloedbaan.

118
00:05:54,919 --> 00:05:57,022
Dat betekent dat ik als ingenieur,

119
00:05:57,046 --> 00:06:01,038
afhankelijk van hoe groot
of klein ik een materiaal maak,

120
00:06:01,062 --> 00:06:04,103
kan veranderen waar het
in je lichaam naartoe gaat.

121
00:06:05,249 --> 00:06:09,891
In mijn lab hebben we onlangs
een nanodetector voor kanker gemaakt

122
00:06:09,915 --> 00:06:15,163
die zo klein is dat hij door het lichaam
kan reizen en naar tumoren kan zoeken.

123
00:06:15,477 --> 00:06:19,569
We hebben hem ontworpen
om naar tumorinvasie te zoeken:

124
00:06:19,593 --> 00:06:24,366
de verzameling van chemische signalen
die tumoren moeten maken om uit te zaaien.

125
00:06:24,932 --> 00:06:27,834
Om uit het oorspronkelijke
weefsel los te breken

126
00:06:27,858 --> 00:06:30,574
moet een tumor chemicaliën
produceren, genaamd enzymen,

127
00:06:30,598 --> 00:06:33,182
om door de matrix
van het weefsel te knagen.

128
00:06:33,763 --> 00:06:38,485
We hebben deze nanodeeltjes zó ontworpen
dat ze door de enzymen geactiveerd worden.

129
00:06:39,034 --> 00:06:44,946
Één enzym kan duizend van deze
chemische reacties per uur in gang zetten.

130
00:06:45,462 --> 00:06:49,020
Wij ingenieurs noemen
die één-op-duizend verhouding

131
00:06:49,044 --> 00:06:50,609
een vorm van versterking

132
00:06:50,633 --> 00:06:52,805
en het maakt iets ultragevoelig.

133
00:06:52,829 --> 00:06:56,662
Dus we hebben een
ultra-gevoelige kankerdetector.

134
00:06:57,220 --> 00:07:02,120
OK, maar hoe krijgen we dit
geactiveerde signaal de buitenwereld in,

135
00:07:02,144 --> 00:07:03,882
waar we er wat mee kunnen doen?

136
00:07:03,906 --> 00:07:07,458
Hiervoor gebruiken we opnieuw
biologie op nanoschaal

137
00:07:07,482 --> 00:07:09,426
en nu heeft het te maken met de nieren.

138
00:07:09,659 --> 00:07:11,575
Een nier is een filter.

139
00:07:11,996 --> 00:07:16,625
Haar taak is het bloed te filteren
en afval in urine te stoppen.

140
00:07:17,197 --> 00:07:19,859
Het blijkt dat wat de nieren filteren

141
00:07:19,883 --> 00:07:22,445
ook van maat afhangt.

142
00:07:22,901 --> 00:07:24,841
Dus wat je op dit plaatje ziet,

143
00:07:24,865 --> 00:07:27,874
is dat alles dat kleiner is
dan vijf nanometer

144
00:07:27,898 --> 00:07:32,003
van het bloed, door de nieren,
de urine in gaat

145
00:07:32,027 --> 00:07:34,697
en al het andere,
dat groter is, blijft zitten.

146
00:07:35,176 --> 00:07:40,123
OK, dus als ik een 100-nanometer
kankerdetector maak,

147
00:07:40,147 --> 00:07:42,619
hem in de bloedbaan injecteer,

148
00:07:42,643 --> 00:07:48,073
kan hij de tumor in lekken, waar hij
wordt geactiveerd door tumorenzymen

149
00:07:48,097 --> 00:07:50,453
en een klein signaal afgeeft

150
00:07:50,477 --> 00:07:53,699
dat klein genoeg is om de nieren
uit gefilterd te worden

151
00:07:53,723 --> 00:07:55,901
en in de urine terecht te komen,

152
00:07:55,925 --> 00:07:59,966
dan heb ik een signaal in de buitenwereld
dat ik kan waarnemen.

153
00:08:00,588 --> 00:08:02,640
OK, maar er is nog één probleem.

154
00:08:02,664 --> 00:08:04,410
Dit is een heel klein signaal,

155
00:08:04,434 --> 00:08:06,406
dus hoe neem ik het waar?

156
00:08:06,730 --> 00:08:08,965
Nou, het signaal is gewoon een molecuul.

157
00:08:08,989 --> 00:08:11,756
Het zijn moleculen die we
als ingenieurs hebben ontworpen.

158
00:08:11,756 --> 00:08:14,858
Ze zijn helemaal synthetisch
en we kunnen ze zó ontwerpen

159
00:08:14,882 --> 00:08:18,121
dat ze passen bij een techniek naar keuze.

160
00:08:18,145 --> 00:08:21,587
Als we een heel gevoelig,
chique instrument willen gebruiken,

161
00:08:21,611 --> 00:08:23,575
genaamd een massaspectrometer,

162
00:08:23,599 --> 00:08:26,110
kunnen we een molecuul maken
met een unieke massa.

163
00:08:26,671 --> 00:08:30,370
Of misschien willen we iets maken
dat betaalbaarder en draagbaar is.

164
00:08:30,394 --> 00:08:34,177
Dan maken we moleculen
die we op papier kunnen vangen,

165
00:08:34,201 --> 00:08:35,905
zoals een zwangerschapstest.

166
00:08:35,929 --> 00:08:38,555
Er bestaat een hele wereld
aan papieren tests

167
00:08:38,579 --> 00:08:43,091
die beschikbaar worden in een veld
dat papierdiagnostiek heet.

168
00:08:43,711 --> 00:08:46,037
Goed, waar leidt dit toe?

169
00:08:46,724 --> 00:08:48,293
Wat ik je nu ga vertellen,

170
00:08:48,317 --> 00:08:50,143
als levenslange onderzoeker,

171
00:08:50,167 --> 00:08:52,046
vertegenwoordigt een droom van mij.

172
00:08:52,396 --> 00:08:54,489
Ik kan het geen belofte noemen;

173
00:08:54,513 --> 00:08:56,005
het is een droom.

174
00:08:56,029 --> 00:08:59,616
Maar ik denk dat we allemaal dromen
moeten hebben om ons voort te drijven,

175
00:08:59,640 --> 00:09:03,577
zelfs -- en misschien vooral --
kankeronderzoekers.

176
00:09:03,601 --> 00:09:07,100
Ik zal je vertellen wat ik hoop
dat zal gebeuren met mijn technologie,

177
00:09:07,124 --> 00:09:11,215
waar mijn team en ik
ons hart en ziel in zullen steken

178
00:09:11,239 --> 00:09:12,911
om het te realiseren.

179
00:09:13,289 --> 00:09:14,987
OK, daar gaan we.

180
00:09:15,011 --> 00:09:18,366
Ik droom dat op een dag,

181
00:09:18,390 --> 00:09:21,645
in plaats van dure scans
te moeten laten maken,

182
00:09:21,669 --> 00:09:23,174
zoals een colonoscopie,

183
00:09:23,198 --> 00:09:24,521
of een mammogram,

184
00:09:24,545 --> 00:09:25,953
of een uitstrijkje,

185
00:09:26,585 --> 00:09:28,304
dat je een spuitje kan krijgen

186
00:09:28,328 --> 00:09:29,988
en na een uur wachten

187
00:09:30,012 --> 00:09:32,807
een urinetest kan doen
op een papieren strookje.

188
00:09:33,653 --> 00:09:36,460
Ik stel me voor dat dit zelfs zou kunnen

189
00:09:36,484 --> 00:09:39,147
zonder stabiele elektriciteitsvoorziening

190
00:09:39,171 --> 00:09:41,775
of aanwezigheid
van een medische professional.

191
00:09:41,799 --> 00:09:43,356
Misschien zouden ze ver weg zijn

192
00:09:43,356 --> 00:09:46,130
en alleen verbonden
middels het beeld op een smartphone.

193
00:09:46,854 --> 00:09:48,649
Ik weet dat dit klinkt als een droom,

194
00:09:48,649 --> 00:09:51,666
maar in het lab werkt dit al bij muizen,

195
00:09:51,666 --> 00:09:54,115
en het werkt daar beter
dan bestaande methodes

196
00:09:54,115 --> 00:09:57,830
voor het detecteren van long-,
darm- en eierstokkanker.

197
00:09:58,603 --> 00:10:00,837
Ik hoop dat dit betekent

198
00:10:00,861 --> 00:10:06,037
dat we op een dag bij patiënten
tumoren kunnen ontdekken

199
00:10:06,061 --> 00:10:09,354
eerder dan 10 jaar
nadat ze beginnen te groeien,

200
00:10:09,378 --> 00:10:11,363
in alle levensstijlen,

201
00:10:11,387 --> 00:10:13,236
overal op de wereld,

202
00:10:13,260 --> 00:10:15,995
en dat dit leidt
tot eerdere behandelingen

203
00:10:16,019 --> 00:10:19,617
en dat we meer levens
kunnen redden dan we nu kunnen,

204
00:10:19,641 --> 00:10:20,925
door vroege detectie.

205
00:10:21,686 --> 00:10:22,868
Dankjewel.

206
00:10:22,892 --> 00:10:26,025
(Applaus)