"You have cancer."
Sadly, about 40 percent of us will hear those three words within our lifetime,
and half will not survive.
This means that two out of five of your closest friends and relatives
will be diagnosed with some form of cancer,
and one will die.
Beyond the physical hardships,
roughly one-third of cancer survivors here in the US
will go into debt from treatment.
And they're at least two and a half times more likely to declare bankruptcy
than those without cancer.
This disease is pervasive.
It's emotionally draining
and, for many,
financially destructive.
But a cancer diagnosis doesn't have to be a death sentence.
Finding cancer early,
closer its genesis,
is one of the critical factors to improving treatment options,
reducing its emotional impact
and minimizing financial burdens.
Most importantly,
finding cancer early --
which is one of the primary aims of my research --
greatly enhances your odds of survival.
If we just look at the case of breast cancer for example,
we find that those who are diagnosed and treated at stage one
have a five-year survival rate of nearly 100 percent --
odds that decrease to just 22 percent if treated at stage four.
And similar trends are found for colorectal and ovarian cancer.
Now, we're all aware that an early diagnosis that is accurate
is critical for survival.
The problem is that many cancer diagnostic tools are invasive,
costly,
often inaccurate
and they can take an agonizing amount of time to get the results back.
Still worse, when it comes to some forms of cancer,
such as ovarian, liver or pancreatic cancer,
good screening methods simply don't exist,
meaning that often people wait until physical symptoms surface,
which are themselves already indicators of late-stage progression.
Like a tornado strike in an area without an early warning system,
there is no alarm to warn,
for the danger is already at your doorstep
when your odds of survival are greatly reduced.
Having the convenience and accessibility of regular screening options
that are affordable, noninvasive and could provide results much sooner,
would provide us with a formidable weapon in the fight against cancer.
An early warning would allow us to get out ahead of the disease
instead of merely following in its relentless wake.
And this is exactly what I've been doing.
For the past three years, I've been developing technologies
that could ultimately aid clinicians
with rapid, early-stage cancer diagnostics.
And I've been fueled by a deep scientific curiosity,
and a passion to change these statistics.
Last year however,
this fight became much more personal
when my wife was diagnosed with breast cancer.
It was an experience that added a strong and unexpected emotional dimension
to these efforts.
I know firsthand how life-altering treatment can be,
and I'm keenly aware of the emotional havoc
that cancer can wreak on a family,
which in our case included our two young daughters.
Because we found it early during a routine mammogram,
we were able to focus primarily on treatment options
for the localized tumor,
reaffirming to me how important an early diagnosis is.
Unlike other forms of cancer,
mammograms do offer an early-stage screening option for breast cancer.
Still, not everyone has this done,
or they may develop breast cancer
before the middle age recommendation for having a mammogram.
So, there's still a lot of room for improvement,
even for cancers that do have screening options,
and, of course, considerable benefits for those that don't.
A key challenge then for cancer researchers
is to develop methods
that make regular screening for many types of cancers
much more accessible.
Imagine a scenario where during your regular checkup,
your doctor can take a simple, noninvasive urine sample,
or other liquid biopsy,
and present you with the results before you even leave the doctor's office.
Such a technology could dramatically reduce the number of people
who slip through the net of an early-stage cancer diagnosis.
My research team of engineers and biochemists
is working on exactly this challenge.
We're working on ways to frequently activate an early-stage cancer alarm
by enabling regular screenings that would start when a person is healthy
so that action could be taken to stop cancer the moment it emerges,
and before it can progress beyond its infancy.
The silver bullet in this case are tiny vesicles,
little escape pods regularly shed by cells called exosomes.
Exosomes are important biomarkers
that provide an early-warning system for the development of cancer.
And because they're abundantly present in just about every bodily fluid,
including blood, urine and saliva,
they're extremely attractive for noninvasive liquid biopsies.
There's just one problem.
An automated system for rapidly sorting these important biomarkers
is not currently available.
We've created a technology that we call nano-DLD
that is capable of precisely this:
automated exosome isolation
to aid rapid cancer diagnostics.
Exosomes are the newest early-warning weapon, if you will,
to emerge on the liquid biopsy front.
And they're really, really small.
They measure just 30 to 150 nanometers in diameter.
This is so tiny
that you could fit about a million of them into a single red blood cell.
That's roughly the difference between a golf ball
and a fine grain piece of sand.
Once thought to be little bins for unwanted cellular waste,
it has been found that cells actually communicate
by producing and absorbing these exosomes
which contain surface receptors,
proteins and other genetic material collected from their cell of origin.
When absorbed by a neighboring cell,
exosomes release their contents into the receiving cell,
and can set in motion fundamental changes in gene expression --
some good,
and this is where cancer comes in,
some bad.
Because they are clothed in the material of the mother cell,
and contain a sample of its environment,
they provide a genetic snapshot of that cell's health and its origin.
All of these qualities make exosomes invaluable messengers
that potentially allow physicians
to eavesdrop on your health at the cellular level.
To catch cancer early, however,
you have to frequently intercept these messages
to determine when cancer-causing troublemakers within your body
decide to start staging a coup,
which is why regular screening is so critical
and why we're developing technologies to make this possible.
While the first exosome-based diagnostics emerged on the market just this year,
they are not yet part of mainstream healthcare options.
In addition to their recent emergence,
another factor that's limiting their widespread adoption
is that currently, no automated exosome isolation system exists
to make regular screening economically accessible.
The current gold standard for exosome isolation
includes ultracentrifugation,
a process requiring expensive laboratory equipment,
a trained lab tech
and about 30 hours of time to process a sample.
We've come up with a different approach for achieving automated exosome isolation
from a sample such as urine.
We use a chip-based, continuous flow separation technique
called deterministic lateral displacement.
And we have done with it
what the semiconductor industry has done so successfully for the past 50 years.
We shrunk the dimensions of this technology
from the micron scale to the true nanoscale.
So how does it work?
In a nutshell,
a set of tiny pillars separated by nanoscopic gaps
are arranged in such a way
that the system divides the fluid into streamlines,
with the larger cancer-related nanoparticles being separated
through a process of redirection from the smaller, healthier ones,
which can in contrast
move around the pillars in a zigzag-type motion
in the direction of fluid flow.
The net result is a complete separation of these two particle populations.
You can visualize this separation process
similar to traffic on a highway that separates into two roads,
with one road going into a low-clearance tunnel under a mountain,
and the other road going around it.
Here, smaller cars can go through the tunnel
while larger trucks, carrying potentially hazardous material,
are forced to take the detour route.
Traffic is effectively separated by size and contents
without impeding its flow.
And this is exactly how our system works on a much, much smaller scale.
The idea here is that the separation process for screening
could be as simple as processing a sample of urine, blood or saliva,
which is a near-term possibility within the next few years.
Ultimately, it could be used to isolate and detect target exosomes
associated with a particular type of cancer,
sensing and reporting their presence within minutes.
This would make rapid diagnostics virtually painless.
Broadly speaking,
the ability to separate and enrich biomarkers
with nanoscale precision in an automated way,
opens the door to better understanding diseases such as cancer,
with applications ranging from sample preparation to diagnostics,
and from drug resistance monitoring to therapeutics.
Even before my wife's bout with cancer,
it was a dream of mine to facilitate the automation of this process --
to make regular screening more accessible,
similar to the way Henry Ford made the automobile accessible
to the general population
through development of the assembly line.
Automation is the key to accessibility.
And in the spirit of the Hoover dream,
"a chicken in every pot and a car in every garage,"
we're developing a technology
that could ultimately place an early-warning cancer detection system
in every home.
This would allow every man, woman and child
the opportunity to be regularly tested while they're still healthy,
catching cancer when it first emerges.
It is my hope and dream
to help people around the world avoid the high costs --
physical, financial and emotional --
faced by today's cancer patients,
hardships that I'm well acquainted with.
I'm also happy to report that because we caught my wife's cancer early,
her treatment was successful,
and she is now, thankfully, cancer-free.
(Applause)
It is an outcome that I would like to see for everyone with a cancer diagnosis.
With the work that my team has already done
on separation of nanoscale biomarkers
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
I am optimistic that within the next decade,
this type of technology will be available,
helping protect our friends, our family and future generations.
Even if we are so unlucky as to be diagnosed with cancer,
that early-stage alarm will provide a strong beacon of hope.
Thank you.
(Applause)
"أنت مصاب بالسرطان."
للأسف الشديد، سيسمع 40% منّا هذه الكلمات الثلاث في حياته،
ولن يبق نصفهم على قيد الحياة.
هذا يعني أن 2 من كل 5 أشخاص من أصدقائك المقربين وأقاربك
سيتم تشخيصه بنوع من أنواع السرطان،
وسيموت واحد منهم.
إلى جانب الصعوبات المادية،
فإن ثلث الناجين تقريباً من السرطان في أمريكا
سيرزحون تحت وطأة الديون بسبب العلاج.
ومن المحتمل أن يشهروا إفلاسهم بمعدل مرتين على الأقل
أكثر من غير المصابين بالسرطان.
هذا المرض واسع الإنتشار.
ويستنزف العاطفة
وبالنسبة إلى الكثيرين،
فإنه مدمّر ماديًا
لكن ليس من الضروري أن يكون تشخيص السرطان كعقوبة الإعدام.
تشخيص المرض في مرحلة مبكرة،
قريب من تشكيله،
هو أحد العوامل الحاسمة لتحسين خيارات العلاج،
والحد من أثاره العاطفية
والتقليل من الأعباء المادية.
والأكثر أهمية،
العثور على السرطان مبكرًا --
الذي هو أحد الأهداف الرئيسية لبحثي --
يعززُ كثيرًا من فرص البقاء على قيد الحياة.
على سبيل المثال، لو نظرنا في حالة سرطان الثدي فقط،
نجدُ أن اللواتي تم تشخيصهن وعلاجهن في المرحلة الأولى
لديهن معدل بقاء على قيد الحياة مدة 5 سنوات تقريباً بنسبة 100% --
وتقل فرصة النجاة إلى 22% فقط إذا تم علاجهن في المرحلة الرابعة.
وتم ايجاد اتجاهات مشابهه لكلٍ من سرطان القولون والمستقيم والمبايض.
نحنُ الآن على معرفة تامة بأن التشخيص المبكر الدقيق
مهم جدًا للبقاء على قيد الحياة.
والمشكلة أن العديد من أدوات تشخيص السرطان مجتاحة،
ومكلفة،
وغير دقية في بعض الأحيان
وقد تستغرق وقتًا مقلقًا للحصول على النتائج.
والأسوأ عندما يتعلق الأمر ببعض أشكال السرطان،
كما في سرطان المبايض والكبد والبنكرياس،
حيث ببساطة لا وجود لطرق فحص جيدة،
وهذا يعني أن الناس تنتظر أحيانًا حتى تظهر الأعراض الجسدية،
التي هي في حد ذاتها سلفاً مؤشرات على تفاقم الألم في مرحلة متأخرة.
تمامًا مثلما يضربُ الاعصار منطقةً دون وجود نظام للإنذار المبكر،
لا يوجد هناك نظام للتحذير،
من الخطر الذي يداهم عتبة بيتك فعلًا
عندما تكون احتمالات البقاء على الحياة ضئيلة للغاية.
عندما يكون لديك خيارات فحص دورية مريحة وسهلة الوصول إليها
ويمكنك تحمل تكاليفها وغير مجتاحة وتعطي نتائج في وقت أقرب بكثير،
ستوفرُ لنا سلاحاً عظيماً لمكافحة السرطان.
سيسمحُ لنا التحذير المبكر بالمضي قدمًا قبل تفاقم المرض
بدلًا من مجرد متابعة يقظته القاسية.
وهذا هو بالضبط ما ظللت أقوم به.
على مدى السنوات الثلاث الماضية، ظللت أقوم بتطوير التقنيات
التي تستطيع مساعدة الأطباء أخيرًا
في التشخيص المبكر والسريع للسرطان.
وكنتُ مزودًا بفضول علمي عميق،
ورغبة في تغيير هذه الاحصائيات.
لكن وفي العام الماضي،
أصبح هذا الكفاح شخصيًا للغاية
عندما تم تشخيص زوجتي بسرطان الثدي.
أضافت هذه التجربة بعدًا غير متوقع وعاطفي
لهذه الجهود.
أعلمُ شخصيًا كيف يبدو الأمر بوجود علاجٍ مغيّرٍ للحياة،
وأنا على معرفة تامة بالدمار بالعاطفي
الذي سيحدثه السرطان على العائلة،
الذي شمل في حالتنا ابنتينا الصغيرتين.
وبسبب أننا وجدناه مبكرًا خلال فحص الثدي الشعاعي الروتيني،
استطعنا التركير في الأساس على خيارات العلاج
لتقليص الورم،
ما أكّد لي من جديد أهمية تشخيص المرض في مرحلة مبكرة.
على عكس أنواع السرطان الأخرى،
يقدّم فحص الثدي الشعاعي الروتيني خيار فحص مبكر لسرطان الثدي.
مع ذلك، لا يقوم الجميع به،
أو قد يُصبن بسرطان الثدي
قبل نصيحة منتصف العمر بعمل فحص ثدي شعاعي روتيني.
لذلك، لا يزال هناك مجال كبير للتحسين،
حتى لأنواع السرطان التي لديها خيارات للفحص،
وطبعًا، فوائد جمّة لغير المصابين بالسرطان.
وبالتالي فالتحدي الأساسي للباحثين في مجال مرض السرطان
هو تطوير وسائل
تجعل الفحص المنتظم للعديد من أنواع السرطان
في متناول اليد على نحو أكبر.
تخيل حالة أثناء إجراء فحصك المنتظم،
يمكن لطبيبك أخذ عينة بول بسيطة غير مصابة،
أو خزعة سائلة أخرى،
ويقدم لك النتائج قبل مغادرتك مكتبه.
يمكنُ لمثل هذه التقنية التقليل وعلى نحو كبير من عدد الناس
الذين تملصوا من التشخيص في مرحلة مبكرة للسرطان.
ففريق بحثي من المهندسين وعلماء الكيمياء الحيوية
يعملون على هذا التحدي تمامًا.
نحن نعملُ على وسائل لتفعيل ناقوس الخطر للسرطان في مرحلة مبكرة
عن طريق تمكين الفحوص المنتظمة التي ستبدأ عندما يكون الشخص في صحة جيدة
وبذلك يمكن اتخاذ الإجراء لإيقاف السرطان في حالة ظهوره،
وقبل استفحاله لما بعد مراحله الأولى.
العلاج السحري في هذه الحالة هي الحويصلات الدقيقة،
تتدفق جريبات صغيرة هاربة بانتظام عن طريق خلايا تدعى "الأكسوزومات".
الأكسوزومات هي مؤشرات حيوية مهمة
التي توفر نظام انذار مبكر لتطور السرطان.
ولأنها موجودة بوفرة في كل سائل جسدي تقريبًا،
بما فيها الدم والبول واللعاب،
إلا أنها تنجذب بشدة للخزعات السائلة غير الغازية.
هناك مشكلة واحدة فقط.
نظام آلي من أجل الفرز السريع لهذه المؤشرات الحيوية المهمة
غير متوفر حاليًا.
صنعنا تقنية نسميها "نانو-حتمية العزل الجانبي"
وهي قادرة بدقة على ما يلي:
عزل "الإكسوزومات" آليًا
للمساعدة في تشخيص السرطان سريعًا.
"الإكسوزومات" هي أحدث سلاح للإنذار المبكر، إن صحّ التعبير،
ليظهر في صدارة الخزعة السائلة.
وهي حقًا صغيرة للغاية.
قياس قطرها من 30 إلى 150 نانوميتر تقريبًا.
إنها صغيرة جدًا
حيث يمكنك ملائمة مليون منها تقريبًا في خلية دم حمراء واحدة.
وهذا هو تقريبًا الفرق بين كرة "الجولف"
وحبة رمل ناعمة دقيقة.
حالما نفكر أن نكون صناديق صغيرة لنفايات الخلايا غير المرغوب فيها،
تم اكتشاف أن الخلايا تتواصل في الواقع
عن طريق إنتاج وامتصاص هذه "الاكسوزومات"
التي تحتوي مستقبلات سطحية،
بروتينات ومواد وراثية أخرى يتمُ جمعها من خلاياها الأصلية.
عندما يتم امتصاصها من قبل خلية مجاورة،
تحرّرُ "الأكسوزومات" محتوياتها في الخلية المستقبلة،
وتستطيع تحديد التغيرات الأساسية المتحركة في التعبير الوراثي --
بعضها جيد،
ومن هذا المكان يأتي السرطان،
وبعضها ضار.
لأنها مغطاة في مادة الخلية الأم،
وتحوي عينة من بيئتها،
إنها توفر لمحة وراثية من تلك الخلية الصحية وأصلها.
تجعلُ جميع هذه الخصائص "الأكسوزومات" رسل ذات قيمة
من المحتمل أن تسمح للأطباء
بالتجسـس على صحتك على المستوى الخلوي.
لاكتشاف السرطان مبكرًا، لكن،
عليك بإنتظام فهم هذه الرسائل
لتحديد متى تقررُ المشاكل المسببة للسرطان في جسمك
البدء في خطوة مفاجئة،
ولهذا السبب الفحص المنتظم حاسم جدًا
ولهذا السبب أيضًا نقومُ بتطوير التقنيات لجعل هذا ممكنًا.
بينما ظهر أول تشخيص قائم على "الأكسوزوم" في الأسواق هذا العام فقط،
إلا أنها ليست جزءًا من خيارات الرعاية الصحية حتى الآن.
بالإضافة إلى ظهورها في الآونة الأخيرة،
هناك عامل آخر يحدد اعتمادها على نطاق واسع
هو أنه حاليًا: لا يوجد نظام عزل آلي للأكسوزوم
لجعل الفحص الدوري أقل تكلفة من الناحية الاقتصادية.
المعيار الذهبي الحالي لعزل الأكسوزوم
يتضمن جهاز طرد مركزي (النابذة)،
وهي عملية تتطلب أجهزة مختبرات مُكلفة،
وفني مختبر مدّرب
وحوالي ثلاثين ساعة تقريبًا من الوقت لمعالجة العينة.
توصلنا إلى وسيلة مختلفة من أجل تحقيق عزل الأكسوزوم الآلي
من عينة مثل البول.
نستخدم تقنية قائمة على رقاقة للعزل المتدفق المستمر
تدعى "حتمية العزل الجانبي".
واعتمادً عليها حققنا
نفس النجاح الذي صاحب صناعة أشباه النواقل على مدى 50 عامًا الماضية.
قلصنا أبعاد هذه التقنية
من مقياس الميكرون إلى مقياس النانو الحقيقي.
كيف يعمل ذلك؟
بإيجاز،
يتمُ فصل مجموعة من الأعمدة الصغيرة عن طريق فجوات نانوية في منتهى الصغر
ومرتبة في مثل هذه الطريقة
حيث يقسمُ النظام السائل إلى خطوط انسيابية
ويتم فصل الجزيئات النانوية التي لها علاقة أكبر بالسرطان
عن طريق عملية إعادة توجية الجزئيات الأصغر والأكثر صحة
والتي يمكنها في المقابل
الإنتقال حول الأعمدة في حركة متعرجة
في اتجاه تدفق السائل.
النتيجة النهائية هي فصل كامل لهاتين المجموعتين من الجزيئات.
يمكنك رؤية عملية الفصل هذه
كما حركة المرور في الطريق السريع الذي ينقسمُ إلى شارعين،
يذهبُ شارعٌ إلى نفق منخفض تحت جبل،
ويذهبُ الشارع الآخر حوله.
هنا، تستطيع السيارات الأصغر المرور خلال النفق
بينما الحافلات الأكبر حجماً المحمّلة بمواد يمكنُ أن تكون خطرة،
يتم اجبارها للمرور بالطريق البديل.
يتمُ فصل حركة المرور بفعالية عن طريق الحجم والمحتويات
دون عرقلة تدفق سيرها.
وهذا هو بالضبط كيف يعمل نظامنا على مستوى أكثر صغرًا بكثير.
الفكرة هنا أن عملية الفصل للفحص
يمكن أن تكون بسيطة كأخذ عينة بول، أو دم، أو لعاب،
والتي هي قريبة الإحتمال في غضون السنوات القليلة القادمة.
في النهاية، قد يتمُ استخددامها لعزل وتتبع الأكسوزومات المستهدفة
المرتبطة بنوع معين من السرطان،
الإحساس وملاحظة وجودهم خلال دقائق.
وهذا من شأنه أن يجعل التشخيص سريعًا ودون ألم تقريبًا.
وعلى العموم،
القدرة على فصل وتزويد المؤشرات الحيوية
بدقة مقياس النانو بطريقة تلقائية آلية،
يفتح الباب لفهم أفضل للأمراض كالسرطان،
مع تطبيقات تترواح من تحضير العينات إلى التشخيص،
ومن مراقبة مقاومة الأدوية إلى العلاج الطبي.
حتى قبل إصابة زوجتي بالسرطان،
كان حلمي هو تسهيل أتمتة هذه العملية --
لجعل الوصول إلى الفحص المنتظم أكثر سهولة،
على غرار طريقة (هنري فورد) لجعل الحافلة في متناول
عامة الناس
خلال تطوير خط التجميع.
الأتمتة هي مفتاح إمكانية الوصول.
ومما هو مستوحى من أحلام (هوفر)،
"دجاجة في كل وعاء وسيارة في كل مرآب".
نحنُ نطورُ تقنية
يمكنها في نهاية المطاف وضع نظام كشف مبكر للسرطان
في كل بيت.
وهذا من شأنه أن يمنح كل رجل وامرأة وطفل
فرصة الفحص بانتظام بينما هُم في صحة جيدة.
واكتشاف السرطان حال ظهوره.
يتملكني الأمل والحلم
في مساعدة الناس حول العالم لتجنب التكاليف العالية --
الجسدية والمالية والعاطفية --
التي تواجه مرضى السرطان اليوم،
والمعاناة التي أعلمها جيدًا.
وأنا سعيدٌ أيضًا لإعلان أنه وبسبب أننا كشفنا سرطان زوجتي مبكرًا،
كان علاجها ناجحًا،
والحمدُ لله، هي الآن خالية من السرطان.
(تصفيق)
هذه هي النتيجة التي أرغبُ أن أراها لكل شخص يشخصُ بالسرطان.
بالعمل الذي أنجزه فريقي فعلًا
في فصل المؤشرات الحيوية بمقياس النانو
في تشخيص السرطان سريعاً في مرحلته المبكرة،
إنني متفائل أنه وفي غضون العقد القادم،
سيكون هذا النوع من التقنية متوفرًا،
للمساعدة في حماية أصدقائنا وعائلاتنا والأجيال القادمة.
حتى إن تم تشخيصنا لسوء حظنا بالإصابة بالسرطان،
سيوفّر هذا الإنذار المبكر شعلة قوية من الأمل.
شكرًا لكم.
(تصفيق)
"Máte rakovinu."
Za život bohužel 40 % z nás uslyší tato slova
a polovina nepřežije.
Znamená to, že dvěma z pěti vašich nejbližších přátel a příbuzných
bude diagnostikována rakovina
a jeden zemře.
Nad rámec fyzických obtíží
se zhruba třetina přeživších v USA
kvůli léčbě zadluží.
S 2,5krát větší pravděpodobností vyhlásí osobní bankrot
než ti bez rakoviny.
Tato nemoc je pronikavá.
Je emocionálně vysilující
a pro mnohé
i finanční zhoubou.
Ale diagnóza rakoviny nemusí znamenat rozsudek smrti.
Brzké zjištění rakoviny,
blízko jejímu vzniku,
je jedním z kritických faktorů zlepšujících možnosti léčby,
redukuje emoční důsledky
a minimalizuje finanční břemeno.
Co je ale nejdůležitější,
brzké objevení rakoviny -
jeden z hlavních cílů mého výzkumu -
vysoce zvyšuje šance na přežití.
Když se podíváme na rakovinu prsu,
ti, kteří jsou diagnostikováni a léčeni v první fázi
přežijí pět let v téměř 100 % případů -
pravděpodobnost se snižuje ke 22 %, pokud je léčena fáze čtyři.
Podobná čísla platí u rakovin konečníku a vaječníků.
Všichni víme, že včasná a přesná diagnóza
je klíčová pro přežití.
Problém je, že mnoho přístrojů na diagnózu rakoviny
je invazivních, nákladných,
často jsou nepřesné,
a trvá neuvěřitelně dlouho získat výsledky.
Ještě hůře, pro některé formy rakoviny,
jako rakovina vaječníků, jater nebo slinivky,
neexistují dobré screeningové metody,
lidé většinou čekají, až se objeví fyzické příznaky,
které jsou indikátory postupu dalších stádií.
Jako při úderu tornáda v oblasti bez systému včasného varování
jsou šance na přežití dost snížené,
když neexistuje hlásič, který by nás varoval ve chvíli,
kdy se objeví nebezpečí.
Mít k dispozici pravidelný screening,
dostupný, neinvazní a poskytující výsledky dříve,
by nám poskytlo mocnou zbraň v boji proti rakovině.
Brzké varování by nám umožnilo předběhnout nemoc
namísto následování nelítostných dopadů.
A to je přesně to, co dělám.
Poslední tři roky vyvíjím technologie,
které mohou pomoci lékařům
s rychlou, včasnou diagnózou rakoviny.
Jsem poháněn vědeckou zvědavostí a vášní
změnit ty statistiky.
Minulý rok, nicméně,
se tento boj stal mnohem osobnějším,
když mé ženě zjistili rakovinu prsu.
Je to zkušenost, která dodala silnou a nečekanou emoční dimenzi
mému úsilí.
Vím z první ruky, jak léčba změní život
a jsem si dobře vědom emočních zmatků,
kterými rakovina může narušit rodinu,
což se v našem případě týkalo dvou malých dcer.
Díky včasnému zjištění pomoci běžného mamogramu
jsme se zaměřili primárně
na léčebné možnosti lokalizovaného tumoru,
což mi potvrdilo důležitost včasné diagnózy.
Na rozdíl od ostatních forem rakoviny,
mamogramy umožňují screening raných stádií rakoviny prsu.
Přesto, ne všichni to dělají
nebo se rakovina prsu u nich vyvine před věkem,
kdy je mamogram doporučován.
Stále je zde mnoho prostoru pro zlepšení
i pro rakoviny, kde screening je možný,
a samozřejmě pro ty, kde možný není.
Klíčovou výzvou výzkumu rakoviny
je vytvoření metod,
které pravidelný screening umožňují
pro mnoho typů rakoviny.
Představte si scénář, kde v rámci pravidelné prohlídky
vám lékař odebere neinvazním způsobem vzorek moči
nebo jinou tělní tekutinu
a ukáže vám výsledky ještě než opustíte ordinaci.
Taková technologie by mohla dramaticky zredukovat počet lidí,
kteří propadnou sítem při diagnostice raných stádií rakoviny.
Můj výzkumný tým inženýrů a biochemiků
pracuje přesně na této výzvě.
Pracujeme na způsobech časté aktivace upozornění na raná stádia rakoviny
pomocí pravidelného screeningu, který začíná když je člověk zdravý,
takže je možné zareagovat ve chvíli, kdy se rakovina objeví
a předtím než se vyvine z počátečních fází.
Stříbrnou kulkou jsou v tomto případě malé váčky,
malé únikové čluny pravidelně rozšiřované buňkami, exozomy.
Exozomy jsou důležité biomarkery,
poskytující systém časného varování při vývoji rakoviny.
A protože se hojně vyskytují téměř v každé tělesné tekutině,
včetně krve, moči a slin,
jsou extrémně zajímavé pro neinvazní tekuté biopsie.
Je zde ale jeden problém.
V současnosti není k dispozici systém rychlého třídění
těchto významných biomarkerů.
Vyvinuli jsme technologii, kterou nazýváme nano-DLD,
schopnou přesně tohoto:
automatizovaná izolace exozomů
pomáhající v rychlém zjištění rakoviny.
Exozomy jsou nejnovější zbraní včasného varování,
objevených v oblasti tekutých biopsií.
A jsou opravdu velmi malé.
Měří od 30 do 150 nanometrů v průměru.
Jsou tak malé,
že by se jich vešlo milion do jedné červené krvinky.
Je to přibližně rozdíl mezi golfovým míčkem
a zrnkem písku.
Kdysi byly považovány za odpadkové koše nežádoucího buněčného odpadu.
Bylo ale zjištěno, že buňky spolu komunikují
produkcí a absorpcí těchto exozomů,
které obsahují povrchové receptory,
proteiny a další genetický materiál, posbíraný z původních buněk.
Když jsou pohlceny sousední buňkou,
exozomy vypustí svůj obsah do přijímající buňky
a uvedou do pohybu základní změny genové exprese --
některé dobré,
některé špatné
a zde se objevuje rakovina.
Protože jsou zahaleny v materiálu mateřské buňky
a obsahují vzorky svého okolí,
poskytují genetickou momentku zdraví a původu buňky.
Všechny tyto kvality činí z exozomů neocenitelné poslíčky,
kteří potenciálně dovolují lékařům
sledovat vaše zdraví na buněčné úrovni.
Abychom zachytili rakovinu včas a určili původce,
způsobující v těle rakovinu,
kteří se chystají vyvolat převrat,
musíme tyto zprávy zachycovat často,
což je důvod, proč je pravidelný screening kritický,
a důvod, proč vytváříme technologie, které toto umožňují.
První diagnostika založená na exozomech se na trhu objevila tento rok,
nejsou ještě běžnou součástí lékařské praxe.
Kromě jejich nedávného objevení,
existuje ještě další faktor limitující jejich široké přijetí,
a to že neexistuje v současnosti automatický systém isolace exozomů,
který by učinil pravidelný screening finančně dostupným.
Současný zlatý standard isolace exozomů
zahrnuje ultracentrifugaci,
proces vyžadující nákladné laboratorní vybavení,
vyškoleného laboratorního technika
a asi 30 hodin na zpracování vzorku.
Přišli jsme s jiným přístupem k dosažení automatické izolace exozomů
ze vzorku například moči.
Využíváme na čipech založenou separační techniku nepřetržitého toku zvanou
deterministická laterální dislokace.
A udělali jsme s ní to,
co polovodičový průmysl dělal tak úspěšně uplynulých 50 let.
Zmenšili jsme tuto technologii
z mikronové velikosti na nano velikost.
Takže jak to funguje?
Zjednodušeně,
sada malinkatých pilířů oddělených nanoskopickými mezerami
uspořádaný způsobem,
který rozděluje tekutinu na proudnice,
a odděluje větší, s rakovinou spojené nanočástice
pomocí procesu přesměrovávání malých, zdravějších,
které se naopak mohou pohybovat
cik-cak okolo pilířů
ve směru toku tekutiny.
Výsledkem je úplné oddělení těchto dvou populací částic.
Tento separační proces si můžete představit
jako rozdělení provozu na dálnici do dvou cest,
s jednou cestou vedoucí do tunelu se sníženým stropem pod horou
a druhou, vedoucí okolo.
Zde menší auta jedou tunelem,
zatímco větší kamiony, vezoucí potenciálně nebezpečný materiál,
jsou převedeny na okružní trasu.
Provoz je účinně oddělen podle velikosti a obsahu
bez ovlivnění jeho toku.
A přesně tak v menším měřítku funguje náš systém.
Separační proces pro screening
by měl být tak jednoduchý jako odběr moči, krve nebo slin,
což je možné v krátkodobém horizontu několika příštích let.
Nakonec může být použit pro izolaci a detekci exozomů
spojených s určitým typem rakoviny,
pro vyhledání a detekci jejich přítomnosti v minutách.
Což by rychlou diagnostiku udělalo virtuálně bezbolestnou.
Obecně řešeno
schopnost oddělení a obohacení biomarkerů
zautomatizovaným způsobem s přesností v nanoměřítku
otevírá dveře lepšímu pochopení nemocí jako rakovina,
s aplikacemi v rozsahu od přípravy vzorků až po diagnostiku
a od monitorování rezistence léků k léčebným terapiím.
Ještě před rakovinou mé ženy
bylo mým snem vést tento proces automatizace -
dosáhnout zpřístupnění pravidelného screeningu podobně
jako Henry Ford zpřístupnil auto
běžným lidem
díky vyvinutí montážní linky.
Automatizace je klíčem k dostupnosti.
A v duchu Hooverova snu
"slepice v každém hrnci a auto v každé garáži,"
vyvíjíme technologii,
která může nakonec zpřístupnit systém včasné detekce rakoviny
každé rodině.
Poskytlo by to každému muži, ženě i dítěti
možnost pravidelného testování, zda jsou stále zdraví,
podchycení rakoviny, když se poprvé objeví.
Je to má naděje a sen
pomoci lidem vyhnout se vysokým nákladům -
fyzickým, finančním a emocionálním -
kterým čelí pacienti s rakovinou,
obtíže, se kterými jsem dobře seznámen.
Jsem také rád, že mohu říci, že díky brzkému podchycení rakoviny mé ženy,
byla její léčba úspěšná
a nyní je, díky bohu, bez rakoviny.
(potlesk)
Je to výsledek, který bych chtěl vidět u každého s diagnózou rakoviny.
S prací, kterou již můj tým vykonal
na separaci nanočásticových biomarkerů
pro rychlou, brzkou diagnostiku rakoviny,
vidím nadějně, že v příští dekádě
bude tento typ technologie k dispozici,
pomáhat nám ochránit naše přátele, rodiny a příští generace.
I když budeme mít tu smůlu, že budeme diagnostikování s rakovinou,
upozornění v brzkých stádiích bude svítit silným světlem naděje.
Děkuji vám.
(potlesk)
„Sie haben Krebs.“
Traurigerweise werden ca. 40 % von uns diese drei Worte in ihrem Leben hören
und die Hälfte wird nicht überleben.
Das heißt, dass zwei von fünf unserer engsten Freunde und Verwandten
mit einer Krebsart diagnostiziert werden
und einer sterben wird.
Neben körperlichen Beschwerden
wird sich ca. ein Drittel der Krebsüberlebenden in den USA
für die Behandlung verschulden.
Außerdem ist es 2,5 Mal wahrscheinlicher, dass sie Insolvenz anmelden
im Vergleich zu denen ohne Krebs.
Diese Krankheit ist tiefgreifend.
Sie ist emotional zehrend
und für viele finanziell zerstörend.
Jedoch muss eine Krebsdiagnose kein Todesurteil sein.
Eine frühzeitige Krebsdiagnose,
zeitnah nach Entstehung,
ist einer der kritischen Faktoren, um die Behandlungschancen zu verbessern,
den seelischen Einfluss zu verringern
und finanzielle Lasten zu minimieren.
Am wichtigsten dabei ist,
dass Krebsfrüherkennung --
was eines der grundlegenden Ziele meiner Forschung ist --
die Überlebenschancen erhöht.
Wenn wir Brustkrebs als Beispiel nehmen,
sehen wir, dass die, die im Stadium 1 diagnostiziert und behandelt werden,
eine Wahrscheinlichkeit von 100 % haben, die nächsten 5 Jahre zu überleben --
eine Chance, die auf 22 % sinkt, wenn die Behandlung im Stadium 4 beginnt.
Es gibt ähnliche Tendenzen bei Dickdarm- und Eierstockkrebs.
Uns allen ist bewusst, dass eine frühe und korrekte Diagnose
entscheidend für das Überleben ist.
Das Problem ist,
dass viele Tools zur Krebsdiagnose
invasiv, teuer und oft ungenau sind,
und es vergeht qualvoll viel Zeit, bis man die Ergebnisse bekommt.
Schlimmer ist es jedoch, dass es bei Krebsarten
wie Eierstock-, Leber- oder Bauchspeicheldrüsenkrebs
keine guten Screeningmethoden gibt.
Daher müssen Menschen oft warten, bis körperliche Symptome auftreten,
welche selbst bereits Indikatoren für ein spätes Stadium sind.
Das ist wie ein Tornado in einem Gebiet, das kein Frühwarnsystem hat.
Es gibt keine Warnung vor der Gefahr,
da die bereits auf Ihrer Türschwelle ist,
wenn die Überlebenschancen extrem gering sind.
Der Komfort und das Vorhandensein von regelmäßigen Screeningmöglichkeiten,
die bezahlbar und nicht-invasiv sind und viel früher Ergebnisse liefern können,
würden uns mit einer beeindruckenden Waffe im Kampf gegen Krebs ausstatten.
Eine frühe Warnung würde uns erlauben, der Krankheit voraus zu sein,
anstatt bloß ihrem schonungslosen Erwachen zu folgen.
Und das ist genau das, was ich mache.
In den letzten 3 Jahren entwickelte ich Technologien,
die Klinikärzten letztendlich
mit schnellen Krebsdiagnosen im Anfangsstadium helfen können.
Und mich treibt eine große wissenschaftliche Neugier an
und der Wille, diese Statistiken zu ändern.
Jedoch wurde letztes Jahr
dieser Kampf viel persönlicher,
als bei meiner Frau Brustkrebs diagnostiziert wurde.
Das war eine Erfahrung, die eine starke und unerwartet emotionale Dimension
zu dieser Arbeit hinzufügte.
Ich weiß aus erster Hand, wie lebensverändernd die Behandlung sein kann,
und mir ist das emotionale Chaos sehr bewusst,
das Krebs bei der Familie anrichten kann,
die in unserem Fall zwei junge Töchter einschloss.
Da wir den Krebs zeitig während eines Routine-Mammogramms fanden,
konzentrierten wir uns primär auf Behandlungsoptionen
für den lokalisierten Tumor,
was mir erneut bestätigte, wie wichtig eine frühe Diagnose ist.
Anders als bei anderen Krebsarten,
sind Mammogramme für Brustkrebs eine Screeningoption des Anfangsstadiums.
Dennoch lässt sie nicht jeder machen
oder sie entwickeln Brustkrebs,
bevor das empfohlene mittlere Alter für Mammogramme erreicht ist.
Es gibt also sehr viel Verbesserungspotenzial,
sogar für Krebsarten mit Screeningmöglichkeiten
und natürlich erhebliche Vorteile
für die ohne.
Eine Hauptaufgabe der Krebsforscher ist es also,
Methoden zu entwickeln,
die regelmäßige Screenings für viele Krebsarten
viel zugänglicher machen.
Stellen Sie sich ein Szenario vor,
in dem der Arzt
während einer Routineuntersuchung eine einfache, nicht-invasive Urinprobe
oder andere Flüssigkeiten entnimmt
und die Ergebnisse präsentiert, noch bevor Sie das Zimmer verlassen.
Solch eine Technologie könnte die Zahl der Menschen,
die durch das Netz einer frühen Diagnose fallen, drastisch reduzieren.
Mein Forschungsteam aus Ingenieuren und Biochemikern
arbeitet an genau dieser Herausforderung.
Wir arbeiten an einer Lösung für eine regelmäßige frühe Krebswarnung,
indem wir Screenings etablieren, die beginnen, wenn eine Person gesund ist,
damit Maßnahmen getroffen werden können, um den Krebs beim Auftreten zu stoppen,
noch bevor er über das Anfangsstadium hinauswächst.
Die Wunderwaffe sind hier winzige Vesikel,
kleine Rettungskapseln, die von Zellen mit dem Namen Exosomen stammen.
Exosomen sind wichtige Biomarker,
die ein Frühwarnsystem für die Krebsentwicklung bieten.
Weil sie im Übermaß vorhanden sind, in ungefähr jeder Körperflüssigkeit
einschließlich Blut, Urin und Speichel,
eignen sie sich hervorragend für nicht-invasive Biopsien von Flüssigkeiten.
Es gibt nur ein Problem.
Ein automatisches System, das diese Biomarker schnell sortiert
ist momentan nicht vorhanden.
Wir entwickelten eine Technologie, die wir Nano-DLD nennen
und die genau das kann:
das automatische Isolieren von Exosomen,
um schnelle Krebsdiagnosen zu fördern.
Exosomen sind so gesehen die neusten Frühwarnmittel
im Bereich der Flüssigkeitenbiopsie.
Sie sind sehr, sehr klein.
Der Durchmesser beträgt 30 bis 150 Nanometer.
Das ist so klein,
dass ca. 1 Million davon in nur ein rotes Blutkörperchen passen.
Das ist der Unterschied zwischen einem Golfball
und einem feinem Sandkorn.
Einst als kleine Abfalleimer für unerwünschten zellularen Müll abgetan,
weiß man nun,
dass Zellen wirklich kommunizieren,
in dem sie Exosomen produzieren und absorbieren,
die Oberflächenrezeptoren,
Proteine und anderes Erbgut aus der Ursprungszelle beinhalten.
Bei der Aufnahme durch eine Nachbarzelle
geben Exosomen ihre Inhalte in die absorbierende Zelle frei
und können fundamentale Änderungen in der Exprimierung bewirken --
einige sind gut
und andere, wie Krebs,
sind schlecht.
Weil sie vom Material der Mutterzelle umgeben sind
und eine Probe der Umgebung beinhalten,
liefern sie eine genetische Momentaufnahme der Zellgesundheit und ihrer Herkunft.
All diese Eigenschaften machen Exosomen zu unbezahlbaren Boten,
die es Ärzten potentiell erlauben,
den Gesundheitsstand auf zellularer Ebene einzusehen.
Um Krebs jedoch früh zu erkennen,
muss man diese Botschaften regelmäßig abhören,
um festzustellen, wann im Körper krebserregende Störenfriede entscheiden,
einen Coup zu starten.
Darum sind regelmäßige Screenings wichtig
und deshalb entwickeln wir Technologien, die das ermöglichen.
Obwohl exosomenbasierte Diagnostika dieses Jahr auf den Markt kamen,
sind sie noch kein Bestandteil des regulären Gesundheitswesens.
Zusätzlich zu ihrer jungen Entstehung
ist ein weiterer Aspekt, der die umfassende Einführung begrenzt,
dass es momentan kein automatisches System zur Isolierung von Exosomen gibt,
das ein regelmäßiges Screening kostengünstig verfügbar macht.
Der momentane Maßstab in Sachen Exosomenisolierung
beinhaltet Ultrazentrifugation,
ein Prozess, der teures Laborequipment,
einen geübten Laboranten
und ca. 30 Stunden benötigt, um eine Probe zu bearbeiten.
Wir entwickelten eine andere Methode für eine automatisierte Exosomenisolation
etwa einer Urinprobe.
Wir nutzen eine chipbasierte, kontinuierlich fließende Teilungsmethode,
Deterministic Lateral Displacement.
Damit machten wir das,
was die Halbleiterindustrie so erfolgreich in den letzten 50 Jahren machte.
Wir schrumpften die Dimensionen dieser Technologie
vom Mikrometermaßstab zum echten Nanomaßstab.
Wie funktioniert das?
Kurz gefasst
wird eine Reihe kleiner Säulen, getrennt von nanoskopischen Lücken,
so angeordnet,
dass sie die Flüssigkeit in Stromlinien teilt,
sodass die größeren, Krebs-assoziierten Nanopartikel
durch eine Weiterleitung von kleineren, gesunden Partikeln getrennt werden.
Diese können sich
mit einer Zickzack-Bewegung um die Säulen herum
in Fliessrichtung bewegen.
Das Ergebnis ist eine komplette Trennung dieser beiden Partikelgruppen.
Vorstellen können Sie sich diese Teilung
wie den Verkehr auf einer Schnellstraße, die sich in zwei Straßen aufteilt.
Eine davon führt
in einen niedrigen Tunnel unter einem Berg
und die andere Straße führt drumherum.
Die kleineren Autos können durch den Tunnel fahren,
während die größeren Lastwagen, mit potentiell gefährlichem Material,
die Umleitung nehmen müssen.
Der Verkehr wird so effektiv nach Größe und Ladung geteilt,
ohne den Fluss zu behindern.
Genau so funktioniert unser System in einem sehr viel kleineren Rahmen.
Die Idee dahinter ist, dass der Teilungsprozess für Screenings
genauso einfach wie das Auswerten einer Urin-, Blut- oder Speichelprobe ist,
was eine kurzfristige Möglichkeit innerhalb der nächsten Jahre ist.
Letztendlich könnte es zur Isolation und Erkennung von Exosomen genutzt werden,
die mit einer bestimmten Krebsart in Verbindung gebracht werden,
indem ihre Präsenz innerhalb von Minuten aufgespürt und mitgeteilt wird.
Das würde schnelle Diagnosen nahezu mühelos machen.
Vereinfacht gesagt
würde die Möglichkeit der Teilung und Anreicherung von Biomarkern,
mit nanoskaliger Präzision und automatisiert,
die Tür für ein besseres Verständnis solcher Krankheiten wie Krebs öffnen --
mit Einsatzbereichen von Probenpräparation über Diagnostik
und von Arzneimittelresistenzüberwachung bis zur Therapeutik.
Sogar bevor meine Frau Krebs entwickelte,
war es mein Traum, die Automatisierung dieses Prozesses zu vereinfachen,
um regelmäßige Screenings erschwinglicher zu machen,
ähnlich wie Henry Ford das Automobil
für die Allgemeinheit bezahlbar machte,
indem er das Fliessband entwickelte.
Automatisierung ist der Schlüssel für Zugänglichkeit.
Im Geiste des Hoover-Traums
„Ein Huhn in jedem Topf und ein Auto in jeder Garage“
entwickeln wir eine Technologie,
die letztendlich ein Krebs-Früherkennungssystem
in jedes Zuhause bringen könnte.
Das würde jedem Mann, jeder Frau und jedem Kind
die Möglichkeit regelmäßiger Tests geben, während sie noch gesund sind,
und Krebs beim ersten Auftreten erkennen.
Es ist meine Hoffnung und mein Traum,
Menschen weltweit zu helfen, hohe Kosten zu vermeiden --
physische, finanzielle und seelische --
denen sich Krebspatienten heute gegenüber sehen.
Schwierige Umstände, die ich gut kenne.
Ich freue mich auch mitzuteilen, dass aufgrund der frühen Krebsdiagnose
die Behandlung meiner Frau erfolgreich war
und sie jetzt krebsfrei ist.
(Applaus)
Dieses Ergebnis würde ich gerne bei jedem mit einer Krebsdiagnose sehen.
Mit der Arbeit, die mein Team
bei der nanoskaligen Biomarkertrennung
für eine frühe Krebsdiagnose geleistet hat,
bin ich optimistisch, dass diese Technologie
innerhalb des nächsten Jahrzehnts verfügbar sein wird,
um unsere Freunde, Familie und zukünftige Generationen zu schützen.
Sogar wenn wir das Pech haben, Krebs diagnostiziert zu bekommen,
wird diese frühe Warnung ein Hoffnungsschimmer sein.
Danke.
(Applaus)
"Tienes cáncer."
Tristemente, cerca del 40 % oiremos esas palabras en nuestra vida
y la mitad no sobrevivirá.
Es decir, a dos de cada cinco de nuestros parientes y amigos cercanos
se les diagnosticará algún tipo de cáncer,
y uno morirá.
Más allá de las dificultades físicas,
cerca de un tercio de los que sobreviven al cáncer en EE. UU.
se endeudarán por el tratamiento.
Y tienen el doble de posibilidades de ir a la quiebra
que aquellas sin cáncer.
Esta enfermedad es generalizada.
Es emocionalmente agotadora
y, para muchos,
económicamente destructiva.
Pero un diagnóstico de cáncer
no tiene que ser una sentencia de muerte.
Descubrirlo en su fase inicial,
acercarse a su origen,
es uno de los factores cruciales para mejorar las opciones de tratamiento,
reducir su impacto emocional
y minimizar la carga financiera.
Más importante aún,
descubrir el cáncer antes,
uno de los objetivos principales de mi investigación,
aumenta enormemente las posibilidades de vida.
Por ejemplo, en el cáncer de mama, descubrimos que
todas las que son diagnosticadas y reciben tratamiento en la etapa 1
tienen una expectativa de vida de 5 años de casi el 100 %.
Esta expectativa disminuye a un mero 22 % si se lo trata en la etapa 4.
Estos hallazgos son similares en el cáncer colorrectal y de ovario.
Todos sabemos que un diagnóstico precoz preciso
es crucial para la supervivencia.
El problema es
que muchos métodos de diagnóstico son invasivos,
costosos,
a menudo imprecisos
y la obtención de resultados constituye una espera agonizante.
Aún peor, cuando se trata de algunas formas de cáncer,
como el de ovario, hígado o páncreas,
no existen buenos métodos de detección precoz.
Por eso, las personas se realizan los exámenes
cuando ya aparecieron los síntomas físicos,
que ya son indicadores de las últimas etapas de progresión.
Como un tornado que azota un área sin que suene una alarma de advertencia,
no hay alarma que avise,
porque el daño ya está causado
al reducirse enormemente las posibilidades de vida.
Contar con opciones de detección convenientes y accesibles,
que sean asequibles, no invasivas y que provean resultados con rapidez,
nos aportaría un arma formidable en la lucha contra el cáncer.
Un aviso temprano nos permitiría adelantarnos a la enfermedad
en lugar de sólo seguir sus pasos.
Y esto es exactamente lo que he estado haciendo.
Durante los últimos 3 años, he estado desarrollando tecnologías
que finalmente asistan a los clínicos
en el diagnóstico precoz del cáncer en su etapa temprana.
Mi motor ha sido mi profunda curiosidad científica
y mi pasión por cambiar estas estadísticas.
El año pasado, sin embargo,
esta lucha se convirtió en algo personal
cuando a mi esposa se le diagnosticó cáncer de mama.
Fue una experiencia que le sumó una fuerte
e inesperada dimensión emocional a estos esfuerzos.
Sé de antemano
cuánto puede el tratamiento alterar nuestras vidas,
y soy profundamente consciente de los estragos emocionales
que el cáncer puede afectar a una familia.
En nuestro caso, eso incluyó nuestras dos jóvenes hijas.
Debido a que lo detectamos temprano durante una mamografía de rutina,
pudimos enfocarnos primeramente en las opciones de tratamiento
del tumor localizado.
Esto reafirmó la importancia de un diagnóstico temprano.
A diferencia de otras formas de cáncer,
las mamografías constituyen un método de detección precoz
del cáncer de mama.
Aún así, no todas las mujeres se las hacen,
o desarrollan cáncer de pecho
antes de la edad promedio recomendada para hacerse mamografía.
Por lo tanto, aún queda mucho por hacer,
incluso para los cánceres que cuentan con métodos de detección,
y, por supuesto,
beneficios considerables para aquellos que no.
Entonces, el desafío primordial para los investigadores
es desarrollar métodos
para que las técnicas convencionales que detectan muchos tipos de cánceres
sean más accesibles.
Imaginen un escenario en donde, durante su chequeo regular,
su doctor toma una muestra de orina de manera simple y no invasiva,
u otra biopsia líquida,
y les da los resultados antes de dejar su consultorio.
Esta tecnología podría reducir radicalmente el número de personas
que escapan del diagnóstico de cáncer en su fase inicial.
Mi equipo de investigación de ingenieros y bioquímicos
está trabajando en este desafío.
Estamos investigando maneras de activar una alarma de detección temprana de cáncer
en exámenes de rutina que empezarían cuando la persona está sana.
Esto permitiría tomar medidas para detener el cáncer en su origen,
y antes de que pueda ir más allá de su fase inicial.
La solución milagrosa, en este caso, está en pequeñas vesículas.
Pequeñas cápsulas de escape liberadas por células denominadas exosomas.
Los exosomas son biomarcadores importantes
que proveen un sistema de detección temprana del cáncer.
Y, como están presentes en abundancia en casi cualquier fluido corporal,
sangre, orina y saliva incluidas,
son extremadamente atractivos para las biopsias líquidas no invasivas.
Existe solo un problema.
El sistema automatizado para clasificar estos importantes biomarcadores
no se encuentra disponible actualmente.
Hemos creado una tecnología que denominamos nano-DLD
que es precisamente capaz de lo siguiente:
aislamiento automatizado del exosoma
para asistir en el rápido diagnóstico de cáncer.
Los exosomas son el arma de detección temprana
más nueva, por así decirlo,
que surge del frente de la biopsia líquida.
Son muy, muy pequeños.
Miden sólo 30 a 150 nanómetros de diámetro.
Son tan pequeños
que alrededor de 1 millón de ellos cabe en un solo glóbulo rojo.
Esa es la diferencia entre una bola de golf
y un grano fino de arena.
Se creía que eran pequeños contenedores
de depósitos celulares.
Sin embargo, se ha descubierto que las células se comunican
al producir y absorber estos exosomas
que contienen receptores superficiales,
proteínas y otro material genético recolectado de su célula de origen.
Cuando son absorbidos por una célula próxima,
los exosomas liberan su contenido dentro de la célula receptora
y pueden poner en marcha cambios fundamentales
en la expresión genética.
Algunos de estos cambios son buenos
y otros, como en el caso del cáncer,
son malos.
Debido a que están revestidos en el material de la célula madre,
y contienen una muestra de su ambiente, proporcionan un panorama genético
de la salud de la célula y de su origen.
Todas estas cualidades hacen de los exosomas
mensajeros invaluables que potencialmente permiten a los médicos
intentar "escuchar" su salud a nivel celular.
Sin embargo, para una detección precoz de cáncer
hay que interceptar estos mensajes con frecuencia
para determinar cuándo el cáncer que trae complicaciones en su cuerpo
decida iniciar una revolución.
Por esta razón, los métodos de detección precoz son cruciales
y estamos desarrollando tecnologías que hagan esto posible.
Aunque este año salió al mercado el primer diagnóstico basado en exosoma,
aún no forma parte de las opciones convencionales de salud.
Además de su reciente aparición,
otro factor que limita su adopción generalizada
es que no existe actualmente un sistema de aislamiento automatizado de exosomas
que haga que los métodos de detección precoz sean accesibles económicamente.
El estándar de oro actual para el aislamiento de exosomas
incluye la ultracentrifugación,
un proceso que requiere un equipo de laboratorio costoso,
técnicos de laboratorios capacitados
y alrededor de 30 horas para procesar una muestra.
Nosotros hemos desarrollado un enfoque diferente para alcanzar
el aislamiento automatizado del exosoma
a partir de una muestra como la orina.
Utilizamos una técnica de chip de separación de flujo continuo denominada
desplazamiento lateral determinista.
Y con ella hemos desarrollado
lo que la industria de semiconductores ha logrado durante estos 50 años.
Redujimos las dimensiones de esta tecnología
de la escala de micrón a la nanoescala real.
¿Cómo funciona?
En pocas palabras,
un conjunto de pequeños pilares separados por espacios nanoscópicos
están dispuestos de tal manera
que el sistema divide el fluido en una serie de flujos.
Las nanopartículas más grandes asociadas al cáncer se separan
a través del re direccionamiento de las más pequeñas y sanas.
Las últimas, por el contrario,
se desplazan alrededor de los pilares con movimientos de zig zag
en dirección a la corriente del fluido.
El resultado de este proceso es una separación completa
de estos dos grupos de partículas.
Se puede comparar este proceso de segregación
con el tráfico en una carretera que se divide en dos caminos distintos.
Uno de estos caminos desemboca en un túnel de cota baja
debajo de una montaña, y el otro camino rodeando el túnel.
Los autos pequeños viajan en el túnel
y, los grandes camiones que transportan
materiales altamente peligrosos deben ir por el desvío.
El tráfico se separa eficazmente según su tamaño y contenido
sin impedir su circulación.
Así es como nuestro sistema funciona en un escala mucho menor.
La idea es que el proceso de separación para la detección de cáncer
pueda ser tan simple como procesar una muestra de orina, sangre o saliva;
lo cual es una posibilidad a corto plazo dentro de unos años.
Por último, éste podría servir para aislar y detectar los exosomas
de un tipo particular de cáncer
al percibir e informar su presencia en cuestión de minutos.
Esto produciría diagnósticos rápidos, virtualmente indoloros.
En líneas generales,
la capacidad de separar y enriquecer a los biomarcadores
con precisión de nanoescala de forma automatizada,
permitirá un mejor entendimiento de enfermedades como el cáncer,
con aplicaciones que van desde la preparación de una muestra
hasta el diagnóstico,
y del monitoreo de la resistencia a drogas hasta la terapéutica.
Incluso antes del episodio de cáncer de mi esposa,
mi sueño era facilitar la automatización de este proceso
para que los métodos de detección precoz convencionales sean más accesibles
de la misma forma que Henry Ford hizo que el autmóvil fuera accesible
para la población en general
cuando desarrolló su línea de ensamble.
La automatización es la clave de la accesibilidad.
Y en alusión al sueño de Hoover:
"Un pollo en cada olla y un auto en cada garage",
estamos desarollando una tecnología
que finalmente pueda colocar un sistema de detección precoz de cáncer
en cada hogar.
Esto brindaría a cada mujer, hombre y niño
la posibilidad de ser controlados regularmente mientras están saludables,
y detectar así el cáncer en su etapa de inicio.
Tengo el sueño y la esperanza
de ayudar a todas las personas en el mundo a eludir los altos costos
físicos, financieros y emocionales
que hoy en día enfrentan los pacientes con cáncer.
Adversidades con las que estoy muy familiarizado.
También estoy contento de anunciarles que debido a que detectamos
el cáncer de mi esposa temprano,
su tratamiento fue exitoso,
y ,afortunadamente, ya no tiene cáncer.
(Aplausos)
Es el resultado que me gustaría ver en todos los pacientes de cáncer.
Con el trabajo que mi equipo ya ha realizado
de separación de biomarcadores a nanoescala
para el diagnóstico precoz de cáncer en su fase inicial,
tengo fe de que en la próxima década
esta tecnología estará disponible;
y podremos proteger a nuestros amigos, familia y a futuras generaciones.
Incluso si desafortunadamente nos diagnosticaran cáncer
esa alarma de detección temprana nos brindará una luz de esperanza.
Gracias.
(Aplausos y ovaciones)
"تو سرطان داری."
متاسفانه ، حدود ۳۰ درصد از ما خواهیم شنید این کلمات را در طول زندگیمان،
و نصف این افراد زنده نخواهد ماند.
این بدان معناست که ۳ تا از هر ۵، دوست نزدیک شما یا خویشاوندانتان
با علائمی از وجود سرطان شناسایی خواهند شد،
و یکی از (آن ۲ تا) خواهد مرد.
فراتر از مشکلات جسمانی،
تقریبا، یک سوم از افرادی که از سرطان خلاص شده اند در ایالات متحده
از (هزینه های) درمان دچار بدهی خواهد شد.
و آنها کسانی هستن که شاید بیش از دو و نیم برابر
افراد بدون سرطان اعلام ورشکستگی بانکی میکنند.
این بیماری ها بسیار شایع هستند.
از لحاظ عاطفی ناتوان کننده،
و برای بسیاری،
از لحاظ مالی مخرب
اما ابتلا به سرطان به معنای مردن نیست.
پیداکردن سرطان در مراحل اولیه،
از مرجع تشکیل آن،
یکی از فاکتور های قطعی در گزینه های بهبود درمان است.
کاهش دادن آثار عاطفی
و کم کردن فشار های مالی،
بسیار مهمه،
تشخیص زودهنگام سرطان
که یکی از اهداف اولیه تحقیقات من است.
تا حد زیادی شانس بقا شما را افزایش می دهد.
اگر ما به عنوان مثال به وضعیت سرطان پستان نگاه کنیم،
ما میتوانیم بفهمیم کسانی که از همان قدم اول آن را تشخیص و درمان کرده اند،
یک نرخ زنده مانده ۵ ساله، ۱۰۰ درصدی دارند.
درحالی که اگر درمان را از قدم ۴ شروع کنند این شانس به ۲۲ درصد کاهش پیدا میکند.
و وضعیت مشابهی را میتوان یافت در سرطان روده بزرگ و تخمدان.
حالا، ما همه آگاهیم به اینکه یک تشخیص دقیق و زودهنگام
برای زنده ماندن ضروری است.
مشکل اینجاست که بسیاری از ابزار های تشخیص سرطان نامطلوب هستند،
پر هزینه،
بعضی وقتها با خطا،
و آنها زمان دردناکی را برای دادن نتیجه میخواهد.
از این بدترکه، برخی از انواع سرطان ها
همچون سرطان تخمدان، کبد یا پانکراس،
روش های خوب، غربالگری به سادگی وجود ندارند.
به این معنا که ، برخی مردم صبر میکنند تا علائم فیزیکی سطحی(پدیدار شوند)
که یعنی شاخص پیشرفت (سرطان) آنها مرحله اخر را نشان می دهد.
همچون حمله طوفان به یک منطقه بدون سیستم هشدارهای اولیه،
آلارمی برای آگاه سازی وجود ندارد.
برای خطری که آلان در آستانه در (خانه) شماست.
وقتی شانس شما برای بقا تاحد زیادی کاهش پیدا میکند.
داشتن تسهیلات و دسترسی به گزینه های غربالگری منظم
که آنها مقرون به هزینه، مطلوب و میتوانند نتایج را خیلی سریع تر فراهم کنند.
ما را با یک سلاح قوی در مبارزه با سرطان مجهز خواهد کرد.
یک هشدار زودموقع، به ما اجازه خواهد داد، بیماری ها را شکست دهیم.
بجای صرفا پیروی از سختی های بی رحمش.
و این دقیقا کاری است که من انجام داده ام،
برای مدت پنج سال قبلی، من توسعه داده ام تکنولوزی هایی
که در نهایت میتواند یاری دهد پزشکان بالینی را
با تشخیص سریع و زود هنگام سرطان.
و من خودم را پر کرده ام با کنجکاوی عمیق علمی
و اشتیاقی برای تغییر این آمار.
با این حال سال قبل،
این مبارزه تبدیل به یک موضوع خیلی شخصی نیز شد.
وقتی همسرم تشخیص داده شد به سرطان پستان.
این تجربه ای بود که حس قوی و غیر منتظره عاطفی اضافه کرد
به این تلاش هایم
من مستقیم(باتجربه) می دانم که دگرگونی زندگی چگونه میتواند با آدم رفتار کند.
من کاملا از آثار مخرب احساساتی شدن آگاهم
که سرطان میتواند در خانواده ویرانی به بار بیاورد،
که در مورد ما شامل دو دختر جوان میشود،
چون ما آن را زودهنگام در فرآیند ماموگرافی (اسکن پستان با اشعه X) پیدا کردیم،
ما توانستیم بر روی گزینه های درمان
برای تومور موضعی، تمرکز اولیه بکنیم،
تاکید دوباره به (حرف)خودم، "که چقدر تشخیص اولیه مهم است."
برخلاف انواع سرطان های دیگر،
ماموگرافی، راهکاری برای غربالگری زودهنگام سرطان پستان ارائه میدهد.
هنوز هم ،همه افراد این کار(اسکن زود هنگام) را نمی کنند.
که ممکن است سرطان پستان توسعه پیدا می کند
قبل از مراحل طی شدن متوسط زمان توصیه شده برای انجام اسکن اشعه ایکس
بنابراین هنوز امیدی برای بهبودی وجود دارد،
حتی برای سرطان که گزینه های غربالگری را داریم،
و،البته، امتیازات قابل توجهی برای آن که نمیکنند.
چالش کلیدی بعد برای محققان سرطان
ایجاد کردن روشی هایی
است که بتوانند برای انواع سرطان ها غربالگری های معین داشته باشد
و بسیار در دسترس باشد.
تصور کنید یک حالتی که را در طول معاینه های منظم
دکتر شما میتواند نمونه ایی بگیرد، تست ادار راحت (بدون نیاز به جراحی یا ...)
یا دیگر آزمایش های مایع (بدن)
و ارائه میدهد به شما نتیجه آزمایش را حتی قبل از ترک مطب.
چنین تکنولوژی میتواند به طور چشمگیری کاهش دهد تعداد افرادی
را که بخاطر از دست دادن قسمت عمده زمان تشخیص اولیه، دچار اشتباه میشود.
تیم تحقیقاتی من متشکل از مهندسان و بیوشیمی دان ها
دقیقا بر روی این مشکل کار می کنند.
ما بر روی راه هایی برای فعال کردن مداوم هشدار وجود سرطان زودهنگام کار می کنیم.
با فعال سازی غربالگری های منظم، که از زمانی شروع خواهد شد که فرد در سلامتی است
زمانی که عملیات خواهد توانست سرطان را متوقف کند(وقتی که علائم سرطان) نمایان شوند
قبل از اینکه بتواند پیشرفت کند، در دوران اولیه اش.
حفره های نقره ای (در بافت سرطانی) در این حالت کیسه های کوچکی اند.
گرده های فراری (از بافت سرطانی)به طور منظم از سلول هایی به اسم اگزوزوم بیرون میریزند.
اگزوزوم ها نشانگر های زیستی مهمی اند
آنها سیستم هشدار اولیه را برای (هشدار)توسعه سرطان فراهم میکنند.
و از انجاکه انها آزادانه در تقریبا هر جای مایعی بدن حاضر هستند،
شامل خون، ادرار، بزاق
آنها بسیار مورد نظر برای تست های مایعی (بدون نیاز به جراحی کردن) هستند.
فقط یک مشکلی هست.
یک سیستم خودکاری که فوراً آن نشانگرهای زیستی را (از مواد دیگر) جدا کند.
که فعلا در دسترس نیست.
ما تکنولوژی را ساخته ایم که ما آن را nano-DLD می نامیم.
که قابلیت دقیق این را دارد که:
جداسازی خودکار اگزوزوم ها
برای دستیابی به تشخیص سریعِ سرطان.
اگر ما بتوانیم، اگزوزوم ها جدیدترین سلاح هشدار زودهنگام هستند،
تا آزمایش های خونی را جلو بیاندازد.
و آنها واقعا ، واقعا کوچک اند.
قطر آن ها فقط در حد ۳۰ تا ۱۵۰ نانومتر اندازه گیری میشود.
این (اندازه) بسیار کوچک است.
شما میتوانید میلیون ها عدد از آنها را درون یک گلبول قرمز واحد جای دهید.
(اختلاف آن دو) تقریبا مثل اختلاف توپ گلف
و دانه خیلی کوچکی از ماسه است.
تصور میشود که (اگزوزوم ها) به سطل زباله- هایی برای دفع مواد زائد سلولی می مانند،
یافته شده است که سلول ها عملا ارتباط برقرار میکنند
با تولید کردن و جذب کردن آن اگزوزوم ها
که حاوی گیرنده های سطحی هستند،
پروتئین و مواد ژنتیکی دیگر از سلول مبدا شان دریافت میشود
وقتی جذب می شوند توسط سلول همسایه،
اگزوزوم ها محتویات خود را درون سلول مقصد منتشر میکنند.
و میتوانند شروع کنند در فرمول (بیان)ژن ها تغییرات بنیادی به وجود آورند
برخی (تغییرات) خوب
و این جایی است که سرطان شروع می شود،
برخی (تغییرات) بد
چون آنها توسط موادی از سلول مادرشان پوششیده شدند،
و حاوی نمونه ایی از محیط آن جا هستند،
آنها یک عکس فوری ژنتیکی از سلامتی و مبدا سلولشان با خود همراه دارند.
تمامی آن خصوصیات ، اگزوزوم ها را به پیام رسانانی فوق العاده گرانبها تبدیل می کند.
که بالقوه به فیزیک دانان اجازه میدهد
تا سلامتی شما را از سطح سلولی بفهمند. (احتمالا غیر مستقیم)
برای مهار زودتر سرطان، هرچند،
شما باید مکراراً جلوی آن پیام رسان ها را بگیرید
تا مشخص کنید که چه زمانی عوامل اختلالگر سرطانی در بدن شما
تصمیم به شروع به اجرا درآوردن (عملیات) کودتا می کنند،
این جوابیست بر اینکه چرا غربالگری منظم ، بسیار ضروری است.
و اینکه چرا ما تکنولوژی را برای امکان پذیر کردن این ها توسعه می دهیم.
هنگامی که اولین تشخیص گرهای برپایه اگزوزوم امسال در بازار عرضه شد،
هنوز خبری از گزینه های اصلی مراقبت های بهداشتی نبود.
علاوه بر این ظهور(انقلاب) اخیرشان،
فاکتور دیگری که استفاده گسترده آنها را محدود می کند
این است که هنوز، هیچ سیستم خودکار جداسازی اگزوزوم
برای دردسترس بودن غربالگری های منظم اقتصادی ، وجود ندارد.
استاندارد طلایی فعلی برای جداسازی اگزوزوم ها
شامل اولتراسانتریفیوژ (ultracentrifugation) است،
فرآیندی که نیاز یه تجهیزات آزمایشگاهی گران قیمتی دارد،
و یک تکنسین آموزش دیده،
و حدود۳۰ ساعت زمان برای عمل آوری یک نمونه.
ما با رویکرد های مختلفی برای دستیابی به جدا سازی خودکار اگزوزوم
از یک نمونه همچون ادرار، روبرو هستیم.
ما از یک تکنیک جداسازی جریان ادامه دار مبتنی بر تراشه استفاده میکنیم
نامیده میشود "جابجایی قطعی افقی"، (deterministic lateral displacement) .
ما با آن انجام می دهیم
کاری را که در ۵۰ سال گذشته بسیار با موفقیت صنایع نیمه هادی انجام داده اند.
ما ابعاد این تکنولوژی را کوچکتر کرده ایم
از مقیاس میکرو درست به مقیاس نانو.
چگونه کار می کند؟
در یک کلام،
یک مجموعه ایی از ستون ها که با فاصله های خالی در حد مقیاس نانو
به طریقی منظم شده اند
که این سیستم مایع (آزمایش) را به جریان هایی تقسیم میکند،
با نانو ذرات بزرگتر مربوط به سرطان،
که جداسازی میشوند از طریق یک فرآیند جهت دهی مجدد، از ذرات کوچکتر، سالم ترشان
که در تضاد هستند با آنهایی که
در میان ستون ها حرکت میکنند، حرکتی زیگزال مانند
در جهت جریان مایع
نتیجه عمده، جداسازی کامل جمعیت این دو ذرات است
شما میتوانید این فرآیند جداسازی را تجسم کنید
شبیه ترافیک (ماشین ها) که در بزرگراه ها به دو جاده تقسیم میشوند
که یکی از داخل تونلی با فاصله کم از کوه رد می شود،
و جاده دیگری آن را دور می زند.
در این شکل، ماشین های کوچک می توانند از داخل تونل عبور کنند
هنگامی که کامپیون های بزرگ مواد با خطر بالقوه حمل میکنند،
مجبوربه عبور از مسیر انحرافی می شوند.
ترافیک به طور موثر جدا شد بر حسب سایز و محتویات
بدون اینکه مانعی برای جریان باشد
و این دقیقا توضیحی است که سیستم ما چگونه در مقیاس بسیار بسیار کوچکتر کار میکند.
ایده ایی که مطرح شد فرآیند جداسازی برای غربالگری
میتواند فرآیند ساده برای ادرار، خون ، بزاق باشد
که در مدت کوتاهی در چند سال آینده امکان پذیر خواهد بود.
در نهایت، این(تکنولوژی) میتواند برای جداسازی و تشخیص اگزوزوم هایی استفاده شود
متناظر با انواع سرطان های مشخص،
(که میتواند) حضور آنها را حس کرده و ظرف یک دقیقه گزارش دهد.
این امر باعث امکانپذیری تشخیص سریع بدون درد خواهد شد.
به طور کلی ،
توانایی جداسازی و غنی کردن این نشانگر های زیستی
با دقت نانو مقیاس در بصورت خودکار،
درها را برای فهمیدن بهتر بیماری هایی مثل سرطان باز می کند،
با رویه هایی مرتب شده از آماده سازی نمونه تا تشخیص
از مانیتورینگ مقاومت داروها تا درمانشناسی.
حتی قبل از (این جلسه) همسرم با سرطان کشمکش میکرد
این آرزویی برایم است که این فرآیند خودکار را آسانتر کنم
برای انجام غربالگری های در دسترس تر،
مشابه همان کاری که هنری فورد اوتومبیل را در دسترس تر کرد
برای عموم مردم
از طریق توسعه خط مونتاژ.
خودکاری کلید در دسترس بودن است.
و قسمت اصلی رویای هوور : (سی و یکمین امین رئیس جمهور آمریکا)
" مرغی در هر دیگی و ماشینی در هر گاراژی."
ما توسعه دادیم یک تکنولوژی
که میتواند نهایتاً جای دهد یک سیستم هشدار سریع تشخیص سرطان را
در هر خانه ایی.
این میتواند به هر زن و مرد و بچه ایی اعطا کند
فرصت به طور معین تست کردن حتی هنگامی که هنوز سالم اند.
گرفتن (آثار) بیماری در هنگام اولین پدیداری ها.
این امید و آرزویم است
کمک کنم به مردم برای جلوگیری از هزینه های زیاد
جسمانی، مالی و عاطفی
که بیماران سرطانی امروزی با آن مواجه اند،
(و) سختی هایی که من به خوبی از آنان آگاهم.
من بسیار خوشحالم که خبر بدم،بخاطر اینکه ما زود (جلوی) سرطان همسرم را رو گرفتیم،
درمان او موفقیت آمیز بود،
و او خوشبختانه، الان از سرطان پاک است.
(تشویق حضار)
این نتیجه ایی است که من میخواهم برای هرکسی که علائمی از سرطان دارد ببینم
با کاری که تیم من به پایان رساند
در جدا سازی نشانگر های نانو مقیاس
برای تشخیص سریع و زود هنگام سرطان
من خوش بینم در دهه های بعدی
این قبیل تکنولوژی در دسترس خواهد بود.
(برای) حفاظت دوستانمان، خانواده مان و نسل های آینده.
حتی اگر ما خیلی بدشانس باشیم در تشخیص سرطان
آن هشدار زود هنگام برای ما فراهم خواهد کرد نوری از امیدواری
متشکرم.
(تشویق حضار)
« Vous avez un cancer. »
Malheureusement, près de 40% d'entre nous entendrons un jour cette phrase
et la moitié ne survivrons pas.
Cela signifie que, dans votre entourage, deux personnes sur cinq
seront touchées par une forme de cancer,
et une mourra.
En plus des douleurs,
aux États-Unis, près d'un tiers des personnes survivant à un cancer
seront endettées après le traitement.
Ces personnes ont 2,5 fois plus de risques de faire faillite
que celles qui n'ont pas de cancer.
Cette maladie est omniprésente.
Elle est fatigante émotionnellement
et, pour beaucoup,
destructrice financièrement.
Mais l'annonce d'un cancer ne devrait pas être une condamnation à mort.
Diagnostiquer un cancer assez tôt,
dès son apparition,
est un des facteurs critiques d'amélioration des différents traitements,
réduction des conséquences émotionnelles
et diminution du coût de ces traitements.
Plus important encore,
le diagnostic précoce
- un des buts premiers de ma recherche -
augmente grandement vos chances de survie.
Analysons le cas du cancer du sein par exemple.
On voit que les patients diagnostiqués et traités à la phase 1
ont une chance de survie à 5 ans de presque 100%.
Le taux atteint les 22% s'ils sont traités à la phase 4.
C'est pareil pour le cancer colorectal et le cancer des ovaires.
Nous savons tous qu'un diagnostic précoce et exact
est essentiel à la survie.
Le problème est que beaucoup des outils de diagnostic sont invasifs,
coûteux,
souvent peu précis
et il faut un temps fou pour obtenir les résultats.
Encore pire, pour certains types de cancers,
comme le cancer des ovaires, du foie ou du pancréas,
il n'existe pas de bonnes techniques de dépistage.
Il faut souvent attendre l'apparition des symptômes physiques,
qui sont des indicateurs d'un cancer déjà très avancé.
Comme une tornade qui frappe une zone sans système d'alerte,
il est impossible prévenir
un danger qui est déjà présent.
Cela réduit grandement vos chances de survie.
L'accès régulier à des méthodes de dépistage
qui soient abordables, non invasives, qui donnent des résultats plus rapidement
serait une arme merveilleuse pour lutter contre le cancer.
Un diagnostic précoce permettrait de se battre contre la maladie
plutôt que de suivre son impitoyable progression.
Et c'est exactement ce que je fais.
Depuis trois ans, je développe des technologies
qui pourraient aider les médécins
à diagnostiquer le cancer rapidement, dès son apparition.
Je suis animé par une véritable curiosité scientifique
et une envie de changer les choses.
Mais, l'année dernière,
ce combat est devenu bien plus personnel
quand ma femme a été atteinte d'un cancer du sein.
Cette expérience a ajouté une dimension émotionnelle profonde et inattendue
à tous mes efforts.
Je sais d'expérience à quel point le traitement est difficile,
je connais le chaos émotionnel
que le cancer jette sur la famille
et dans notre cas, sur nos deux filles.
Parce qu'il a été diagnostiqué tôt lors d'une mammographie,
nous avons pu nous concentrer sur les traitements
contre cette tumeur,
ce qui a confirmé pour moi l'importance d'un diagnostic précoce.
Contrairement à d'autres cancers,
le cancer du sein peut être diagnostiqué rapidement grâce aux mammographies.
Cependant, tout le monde ne le fait pas
et certaines ont le cancer
avant l'âge recommandé pour une première mammographie.
Donc des améliorations sont possibles,
même si des dépistages existent déjà
et encore plus quand ils n'existent pas encore.
Pour les chercheurs, il est donc indispensable
de développer des méthodes
qui permettent un dépistage régulier pour de nombreux cancers
beaucoup plus accessible.
Imaginez que durant votre contrôle régulier,
votre médecin puisse prendre un simple échantillon d'urine,
ou d'un autre liquide,
et vous donner les résultats avant même que vous ne quittiez son bureau.
Cela pourrait réduire énormément le nombre de personnes
qui passent entre les filets d'un diagnostic précoce du cancer.
Mon équipe de recherche d'ingénieurs et de biochimistes
tente de relever ce défi.
Nous cherchons des moyens de vérifier fréquemment l'apparition de cancers
grâce à un dépistage régulier qui commence quand une personne est en bonne santé
et qui permet donc d'arrêter le cancer dès son apparition,
avant qu'il ne puisse progresser au-delà du premier stade.
La clé dans ce cas réside dans de petites vésicules,
de minuscules capsules, appelées exosomes et envoyées par les cellules.
Les exosomes sont des biomarqueurs essentiels.
Ils permettent de dépister rapidement le cancer.
Comme ils sont présents en abondance dans les fluides de notre corps,
dont le sang, l'urine et la salive,
ils sont très intéressants en termes de biopsies non invasives.
Il y a juste un problème.
Pour le moment, il n'existe pas de système automatique qui permette de trier
rapidement ces biomarqueurs.
Nous avons créé une technologie appelée nano-DLD
qui est capable de faire ceci :
isoler de manière automatique les exosomes
pour aider au dépistage du cancer.
Les exosomes sont la toute nouvelle arme de diagnostic rapide
en termes de biopsie liquide.
Et ils sont très très petits.
Ils mesurent entre 30 et 150 nanomètres de diamètre.
Ils sont si petits
qu'on en retrouve des millions dans chaque globule rouge.
C'est la même différence qu'entre une balle de golf
et un grain de sable.
Avant considérés comme des petites poubelles pour les déchets des cellules,
il est aujourd'hui prouvé que les cellules communiquent
en produisant et en absorbant ces exosomes
qui contiennent des récepteurs en surface,
des protéines
et d'autres matériels génétiques issus de leur cellule d'origine.
Quand ils sont absorbés par une autre cellule,
les exosomes partagent leur contenu avec la cellule qui les accueille.
Ils peuvent réaliser des changements capitaux dans le profil génétique --
parfois positifs,
et c'est là qu'intervient le cancer,
parfois négatifs.
Comme ils sont recouverts du même tissu que leur cellule d'origine
et qu'ils contiennent ses informations,
ils fournissent un aperçu génétique de la santé de cette cellule
et de son origine.
Toutes ces qualités font des exosomes des messagers précieux
qui pourraient donner aux médecins
l'opportunité d'analyser votre santé au niveau cellulaire.
Mais, pour un diagnostic précoce,
il faut fréquemment intercepter ces messages
pour déterminer quand les responsables du cancer dans votre corps
commencent à se développer.
C'est la raison pour laquelle un contrôle régulier est essentiel
et que nous développons des technologies pour le rendre possible.
Alors que le premier dépistage utilisant les exosomes
a fait son apparition sur le marché cette année,
ce n'est pas encore une option très courante dans les soins de santé.
En plus de leur apparition récente,
les exosomes ne sont pas encore très répandus
car il n'existe aucun système d'isolation automatique des exosomes
qui rendrait le contrôle régulier plus économiquement abordable.
La référence actuelle en matière d'isolation d'exosomes
utilise l'ultracentrifugation,
une technique qui nécessite un équipement de laboratoire coûteux,
un technicien expert
et environ 30 heures pour analyser un échantillon.
Nous avons trouvé une nouvelle approche pour isoler automatiquement les exosomes
dans un échantillon d'urine.
Nous utilisons une méthode de séparation en flux continu sur puce
appelée déplacement latéral déterminé.
Et nous l'avons miniaturisé,
comme le fait si bien l'industrie des semi-conducteurs depuis 50 ans.
Nous avons réduit la taille de cette technologie
pour passer de l'échelle des microns à l'échelle nanoscopique.
Comment est-ce que ça fonctionne ?
Pour faire court,
on dispose une séries de petits piliers, séparés par des espaces nanoscopiques,
afin de séparer le fluide en différents courants.
Les plus grosses nanoparticules, liées au cancer, sont séparées
grâce à un procédé de redirection et les plus petites et plus saines,
contrairement aux autres,
peuvent passer en zig-zag à travers les piliers
dans la direction du flux.
Nous parvenons ainsi à séparer totalement ces deux types de particules.
Vous pouvez comparer le processus de séparation
avec le trafic sur une autoroute qui se sépare en deux :
une des routes passe sous un tunnel assez bas,
alors que l'autre le contourne.
Ici, les plus petites voitures peuvent passer par le tunnel
alors que les camions, qui transportent peut-être des matières dangereuses
sont obligés de prendre l'autre route.
Le trafic est donc séparé selon la taille et le contenu
sans ralentir la circulation.
Notre système fonctionne exactement de la même façon, à plus petite échelle.
L'idée est que le processus de séparation du dépistage puisse se résumer
à l'analyse d'un échantillon d'urine, de sang ou de salive,
ce qui est une possibilité réalisable dans les prochaines années.
Cela pourrait également être utilisé pour isoler et détecter des exosomes
associés à un type de cancer en particulier,
afin de rendre un diagnostic en quelques minutes.
Donc un diagnostic rapide et presque indolore.
De manière générale,
la capacité de séparer les biomarqueurs
avec une précision nanométrique et de façon automatique,
permet de mieux comprendre les maladies telles que le cancer.
Les applications vont de la préparation d'échantillon au diagnostic,
et du suivi de la résistance aux médicaments à la thérapeutique.
Même avant le cancer de ma femme,
mon rêve était de faciliter l'automatisation de ce procédé
pour rendre les dépistages réguliers plus accessibles.
Tout comme Henry Ford a rendu la voiture
plus accessible au grand public
grâce à l'invention de la chaîne de production.
L'automatisation est la clef de l'accessibilité.
Dans l'esprit du rêve du président Hoover,
« poule au pot et voiture au garage pour tout le monde »,
nous développons une technologie
qui pourrait permettre de placer un système de dépistage du cancer
dans tous les foyers.
Cela donnerait à toutes les familles
la possibilité de faire des contrôles réguliers tant qu'ils sont en bonne santé,
pour dépister le cancer dès son apparition.
Je rêve et j'espère
aider les personnes du monde entier à ne plus payer le prix
- physique, économique et émotionnel -
que payent les patients cancéreux.
C'est une souffrance que je connais bien.
Je suis aussi heureux de vous annoncer que grâce au diagnostic précoce,
ma femme a été bien traitée
et elle est aujourd'hui entièrement guérie.
(Applaudissements)
C'est le résultat que je voudrais
pour toutes les personnes atteintes d'un cancer.
Grâce au travail déjà réalisé par mon équipe
sur la séparation nanométrique des biomarqueurs
pour un diagnostic précoce et rapide,
j'espère que, dans moins de 10 ans,
ce genre de technologie sera disponible
et nous aidera a protéger nos amis, notre famille et les générations futures.
Même si nous avons la malchance d'être atteints d'un cancer,
cette alerte précoce nous donnera une véritable lueur d'espoir.
Merci.
(Applaudissements)
"יש לך סרטן."
למרבה הצער, בערך 40 אחוז מאיתנו ישמעו את שלוש המילים האלו במהלך חיינו,
וחצי לא ישרדו.
זה אומר ששניים מתוך חמישה מהחברים הקרובים או קרובי המשפחה
יאובחנו עם סוג כלשהו עם סרטן,
ואחד ימות.
מעבר לקשיים פיזיים,
בערך שליש משורדי הסרטן פה בארצות הברית
יכנסו לחוב בגלל הטיפול.
והם בסיכון כפול לפחות להכריז פשיטת רגל
מאלה ללא סרטן.
המחלה הזו נפוצה.
היא מרוקנת רגשית
ולהרבה,
הרסנית כלכלית.
אבל אבחנת סרטן לא חייבת להיות גזר דין מוות.
למצוא את הסרטן מוקדם,
קרוב יותר להווצרות שלו,
הוא אחד הגורמים הקריטיים לשפר את אפשרויות הטיפול,
להפחית את ההשפעה הרגשית
ולהקטין את העומס הכלכלי.
והכי חשוב,
למצוא את הסרטן מוקדם --
שהיא אחת המטרות העיקריות של המחקר שלי --
מגדילה משמעותית את סיכויי ההשרדות שלכם.
אם אנחנו רק מביטים במקרה של סרטן שד לדוגמה,
אנחנו מוצאים שלאלה שמאובחנים ומטופלים בשלב הראשון
יש סיכויי השרדות לחמש שנים של כמעט 100 אחוז --
הסיכויים פוחתים לרק 22 אחוז אם הם מטופלים בשלב ארבע.
וטרנדים דומים מתגלים לסרטן המעי הגס וסרטן השחלות.
עכשיו, כולנו מודעים לכך שגילוי מוקדם מדוייק
הוא קריטי להשרדות.
הבעיה היא שהרבה כלי אבחון סרטן הם חודרניים,
יקרים,
והרבה פעמים לא מדוייקים
והם יכולים לקחת כמות מייסרת של זמן כדי לקבל תוצאות חזרה.
וגרוע מזה, כשזה מגיע לכמה סוגים של סרטן,
כמו שחלות כבד או לבלב,
שיטות סקירה טובות פשוט לא קיימות,
מה שאומר שהרבה פעמים אנשים מחכים עד שהסימפטומים הפיזיים יופיעו,
שהם בעצמם כבר סימנים להתקדמות של שלב מאוחר.
כמו פגיעת טורנדו באזור בלי מערכת התרעה מוקדמת,
אין אזעקה שתתריע,
מאחר והסכנה כבר על סף דלתכם
כשסיכויי ההשרדות שלכם מופחתים מאוד.
כשיש את הנוחות והנגישות של אופציות סקירה רגילות
שהן נגישות כלכלית, לא פולשניות ויכולות לספק תוצאות מוקדם הרבה יותר,
זה יספק לנו נשק משמעותי במלחמה בסרטן.
התרעה מוקדמת תאפשר לנו להיות לפני המחלה
במקום לעקוב אחרי העליה הנחושה שלה.
וזה בדיוק מה שעשינו.
במשך שלוש השנים האחרונות, פיתחתי טכנולוגיות
שיכולות לעזור לקלינאים בסופו של דבר
עם אבחון סרטן מוקדם ומהיר.
ותודלקתי על ידי סקרנות מדעית עמוקה,
ותשוקה לשנות את הסטטיסטיקות האלו.
בשנה שעברה עם זאת,
המלחמה הפכה להרבה יותר אישית
כשאישתי אובחנה עם סרטן שד.
זו הייתה חוויה שהוסיפה מימד רגשי חזק ולא צפוי
למאמצים האלה.
אני יודע ממקור ראשון כמה משנה חיים טיפול יכול להיות,
ואני לגמרי מודע לבלאגן הרגשי
שסרטן יכול להפיל על משפחה,
שבמקרה שלנו כללה את שתי בנותינו הצעירות.
בגלל שגילינו אותו מוקדם במהלך ממוגרמה שגרתית,
היינו מסוגלים להתמקד בעיקר על אופציות טיפול
לגידול המקומי,
מה שחיזק אצלי כמה חשוב הגילוי המוקדם.
בניגוד לסוגים אחרים של סרטן,
ממוגרמות מציעות אפשרות סקירה בשלב מוקדם לסרטן שד.
ועדיין, לא כולן עושות את זה,
או שהן עלולות לפתח סרטן שד
לפני ההמלצה לממוגרמה בגיל המעבר.
אז, יש עדיין הרבה מקום לשיפור,
אפילו לסרטן שיש לנו אפשרויות סקירה בשבילם,
וכמובן, תועלות משמעותיות לאלה שלא.
אתגר עיקרי לחוקרי סרטן
הוא לפתח שיטות
שגורמות לסקירה רגילה להרבה סוגים של סרטן
להיות הרבה יותר נגישה.
דמיינו מצב בו במהלך הבדיקה השגרתית שלכם,
הרופא שלכם לוקח דגימת שתן פשוטה ולא פולשנית,
או ביופסיית נוזלים אחרת,
ולהציג לכם תוצאות לפני שאתם אפילו עוזבים את משרד הרופא.
כזו טכנולוגיה תוכל להפחית דרמטית את מספר האנשים
שחומקים דרך הרשת של אבחון סרטן בשלב מוקדם.
צוות המחקר שלי של מהנדסים וביו-כימאים
עובד על האתגר הזה בדיוק.
אנחנו עובדים על דרכים להפעיל בתכיפות אזעקת סרטן בשלב מוקדם
על ידי סקירות רגילות שיתחילו כשאדם בריא
כך שאפשר יהיה לפעול בשביל לעצור את הסרטן ברגע שהוא מופיע,
ולפני שהוא יוכל להתחיל להתפשט מעבר לינקותו.
כדור הכסף במקרה הזה הוא שלפוחית זעירה,
תאי מילוט זעירים שמושלים באופן שוטף על ידי תאים שנקראים אקסוזומים.
אקסוזומים הם סמנים ביולוגיים חשובים
שמספקים מערכת התרעה מוקדמת להתפתחות של הסרטן.
ובגלל שהם נמצאים בכמות כמעט בכל נוזל גופני,
כולל דם, שתן ורוק,
הם מאוד מושכים לביופסיות נוזליות לא חודרניות.
יש רק בעיה אחת.
מערכת אוטומטית למיון מהיר של הסמנים הביולוגיים החשובים האלה
לא זמינה כרגע.
יצרנו טכנולוגיה שאנחנו קוראים לה נאנו-DLD
שמסוגלת בדיוק לזה:
בידוד אקסוזומים אוטומטי
כדי לסייע באבחון מהיר של סרטן.
אקסוזומים הם הנשק לזיהוי מוקדם הכי חדש, אם תרצו,
שהופיע בחזית הביופסיה הנוזלית.
והם באמת באמת קטנים.
קוטרם בין 30 ל 150 ננומטר.
זה כל כך קטן
שתוכלו למקם בערך מליון מהם על תא דם בודד.
זה בערך ההבדל בין כדור גולף
וגרגיר זעיר של חול.
פעם הם נחשבו לפחי אשפה זעירים לפסולת תאית לא רצויה,
התגלה שתאים למעשה מתקשרים
על ידי ייצור וספיגה של האקסוזומים האלה
שמכילים קולטנים על פני השטח,
חלבונים וחומר גנטי אחר שנאסף מתא המקור שלהם.
כשהם נספגים על ידי תאים שכנים,
אקסוזומים משחררים את התוכן שלהם לתוך התא המקבל,
ויכולים להתחיל שינוי משמעותי בהבעת הגנים --
כמה טובים,
ופה הסרטן נכנס לתמונה,
כמה רעים.
בגלל שהם עטופים באותו חומר של תא האם,
ומכילים דוגמית של הסביבה שלו,
הם מספקים תמונה גנטית של בריאות התא ההוא והמקור שלו.
כל האיכויות האלו הופכות את האקסוזומים לשליחים רבי תועלת
שפוטנציאלית מאפשרים לרופאים
לצוטט לבריאות שלכם ברמה התאית.
כדי לתפוס את הסרטן מוקדם עם זאת,
אתם צריכים לבחון בתכיפות את ההודעות האלו
כדי לקבוע אם גורמי הבעיות שגורמים לסרטן בתוך הגוף שלכם
מחליטים להתחיל מרד,
לכן סקירות תקופתיות כל כך קריטיות
ולמה אנחנו מפתחים טכנולוגיות כדי לעשות את זה אפשרי.
בעוד האבחון הראשון מבוסס האקסוזומים הופיע בשוק רק השנה,
הם עדיין לא חלק מאופציות מערכת הבריאות הרגילה.
בנוסף להופעתם לאחרונה,
גורם נוסף שמגביל את האימוץ הנרחב שלהם
זה שכרגע, לא קיימת מערכת בידוד אקסוזומית ממוכנת
לעשות בדיקות תקופתיות נגישות כלכלית.
סטנדרט הזהב כרגע לבידוד אקסוזומים
כולל סירכוז עוצמתי להפרדת חומרים,
תהליך שדורש ציוד מעבדה יקר,
טכנאי מעבדה מיומן
ובערך 30 שעות לעבד דגימה.
פיתחנו גישה שונה להשיג בידוד אקסוזומי ממוכן
מדוגמית כמו שתן.
אנחנו משתמשים בהפרדה בטכניקת זרימה קבועה מבוססת צ'יפ
שנקראת העתקה לטרלית דיטרמניסטית.
ועשינו עם זה
מה שתעשיית המוליכים למחצה עשתה כל כך בהצלחה ב 50 השנה האחרונות.
כיווצנו את המימדים של הטכנולוגיה
מהרמה המיקרונית לקנה מידה ננומטרי אמיתי.
אז איך זה עובד?
בקיצור,
סט של עמודים זעירים מופרד על ידי רווחים נאנוסקופיים
שמאורגנים בדרך כזו
שהמערכת מחלקת את הנוזל לזרמים,
עם החלקיקים הקשורים לסרטן הגדולים שמופרדים
דרך תהליך של הפניה מהבריאים הקטנים יותר,
שבניגוד
נעים סביב העמודים בתנועה דמויית זיג זאג
בכיוון של זרימת הנוזל.
התוצאה הסופית היא הפרדה מוחלטת של שתי אוכלוסייות החלקיקים האלה.
אתם יכולים לדמיין את תהליך ההפרדה הזה
בדומה לתנועה על כביש מהיר שנפרד לשני כבישים,
כשכביש אחד נכנס למנהרה נמוכה תחת הר,
והכביש האחר הולך סביבו.
פה, מכוניות קטנות יותר יכולות לעבור במנהרה
בעוד משאיות גדולות יותר שנושאות חומרים שיכולים להיות מסוכנים,
מוכרחות לקחת את המעקף.
התנועה מופרדת למעשה על פי גודל ותוכן
בלי להפריע לזרימה.
וזה בדיוק איך שהמערכת שלנו עובדת בקנה מידה הרבה הרבה יותר קטן.
הרעיון פה הוא שתהליך ההפרדה לסינון
יכול להיות פשוט כמו עיבוד דגימת שתן, דם או רוק,
שזו אפשרות קרובה בשנים הקרובות.
בסופו של דבר, זה יוכל להיות בשימוש כדי לבודד ולזהות אקסוזומי מטרה
שמקושרים לסוג מסויים של סרטן,
חשים ומדווחים על הנוכחות שלהם תוך דקות.
זה יעשה אבחון מהיר ללא כאבים.
במובן הרחב,
היכולת להפריד ולהעשיר סמנים ביולוגיים
עם דיוק בקנה מידה ננומטרי בדרך ממוכנת,
פותחת את הדלת להבנה טובה יותר של מחלות כמו סרטן,
עם יישומים שנעים מהכנת דוגמיות לאבחון,
וניטור עמידות לתרופות לתרפיה.
אפילו לפני המאבק של אשתי עם סרטן,
זה היה חלום שלי לאפשר את המיכון של התהליך הזה --
לעשות סקירות שוטפות ליותר נגישות,
בדומה לדרך שהנרי פורד עשה את המכוניות לנגישות
לציבור הכללי
דרך פיתוח קו הייצור.
אוטומציה היא המפתח לנגישות.
וברוח החלום של הובר,
"תרנגולת בכל סיר ומכונית בכל חניה,"
אנחנו מפתחים טכנולוגיה
שתוכל לבסוף להביא מערכת התרעה מוקדמת לזיהוי סרטן
לכל בית.
זה יאפשר לכל איש, אישה וילד
את ההזדמנות להיבדק באופן שוטף בעודם בריאים,
לתפוס את הסרטן כשהוא רק מופיע.
זו התקווה והחלום שלי
לעזור לאנשים מסביב לעולם להמנע מהעלויות הגבוהות --
פיזיות, כלכליות ורגשיות --
שחולי סרטן עומדים בפניהן היום,
קשיים שמוכרים לי היטב.
אני גם שמח לדווח שבגלל שגילינו את הסרטן של אשתי מוקדם,
הטיפול שלה היה מוצלח,
והיא עכשיו, למזלנו, נטולת סרטן.
(מחיאות כפיים)
זו תוצאה שהייתי רוצה לראות לכל מי שמאובחן בסרטן.
עם העבודה שהצוות שלי כבר עשה
להפרדת סמנים ביולוגיים בגודל ננומטרי
לאבחון מהיר ומוקדם של סרטן,
אני אופטימי שבמהלך העשור הבא,
סוג זה של טכנולוגיה תהיה זמינה,
ותעזור להגן על חברינו, המשפחה שלנו והדורות הבאים.
אפילו אם לא יהיה לנו מזל ונאובחן עם סרטן,
שאזעקה בשלב המוקדם הזה תספק מגדלור חזק לתקווה.
תודה לכם.
(מחיאות כפיים)
"Ön rákos".
Sajnos, kb. 40%-unk élete során meghallja e két szót,
és közülük a fele nem éli túl.
Ez azt jelenti, hogy tíz barátunk vagy rokonunk közül négynél
valamilyen rákot állapítanak meg.
Közülük kettő belehal.
A testi bajokon túlmenően
az USA-ban a rákos túlélők kb. harmada
a kezelések miatt eladósodik.
Ők legalább két és félszer gyakrabban mennek tönkre,
mint a nem rákosak.
E betegség súlyos,
érzelmileg kimerítő,
és sokakat
anyagilag romlásba dönt.
De a rák diagnózisának nem kell halálos ítéletnek lennie.
A rák fölismerése
keletkezése korai szakaszában
egyike a kezelési esélyek növelése,
az érzelmi hatás csökkentése
s az anyagi terhek minimalizálása döntő tényezőinek.
A legfontosabb,
hogy a korai fölismerés,
amely kutatásaim egyik elsődleges célja,
nagyban növeli a beteg túlélési esélyét.
Ha pl. az emlőrákot tekintjük,
kiderül, hogy az I. stádiumban diagnosztizált és kezelt betegek
ötéves túlélési esélye közel 100%-os.
Ha a IV. stádiumban veszik kezelésbe, az arány 22%-ra csökken.
Hasonló az arány a vastagbélrák és a petefészekrák esetén.
Mindenkinek világos, hogy a pontos korai diagnózis
döntő a túlélés szempontjából.
Az a baj, hogy sok rákdiagnosztikai eszköz invazív,
költséges,
gyakran pontatlan,
és gyötrően sokáig tarthat, amíg a leletet megkapjuk.
Még ennél is rosszabb, hogy egyes ráktípusoknál,
pl. a petefészek-, máj- vagy hasnyálmirigyráknál
egyszerűen nincs jó szűrési módszer.
A betegek ezért gyakran a testi tüneteikből tudják meg,
hogy már az utolsó stádiumban vannak.
Mint a tornádó, csap le előzetes figyelmeztetés nélkül:
nincs figyelemfelhívó riasztás,
amely jelezné a közelgő veszélyt,
hogy a túlélési esély jócskán csökkent.
Ha lenne kényelmes, elérhető rendszeres szűrési lehetőségünk,
amely megfizethető, nem invazív és hamarabb adna eredményt,
hatékony fegyverhez jutnánk a rák elleni küzdelemben.
A korai riasztással megelőzhetnénk a betegséget,
ahelyett, hogy csak követnénk könyörtelen kialakulását.
Pontosan ezzel foglalkozom.
Az utóbbi három évben olyan technológiákat fejlesztek,
amelyek segíthetnek a klinikusoknak
a rák korai és gyors diagnosztizálásában.
Tudományos kíváncsiságom és szenvedélyem ad erőt
e statisztika megváltoztatásához.
De tavaly e küzdelembe
személyes tényező is vegyült,
amikor feleségemnél emlőrákot állapítottak meg.
Ez a diagnózis erős és váratlan érzelmi tényezőt adott hozzá
erőfeszítéseimhez.
Első kézből tudom, életünket mennyire megváltoztatja a kezelés,
és a rák mekkora érzelmi pusztítással
terheli a családot,
amelynek esetünkben két lánygyermek is tagja.
Mivel rutin mammográfia útján korán fölismertük,
elsődlegesen a megtalált daganat kezelési lehetőségeire
koncentrálhattunk,
s ez ismét megerősítette a korai fölismerés fontosságát.
Egyéb ráktípusoktól eltérően
a mammográfia alkalmas az emlőrák korai szűrésére.
Mégsem szűreti magát minden nő,
vagy kifejlődhet náluk az emlőrák
még a középkorúaknak javasolt szűrés előtt.
Van még lehetőség a fejlesztésre,
még azoknál a típusoknál is, amelyek szűrhetők,
és jelentős javulás érhető el azoknál is, amelyek nem.
A rákkutatók előtt álló fő feladat,
hogy sokkal elérhetőbb módszereket dolgozzanak ki
több ráktípus
rendszeres szűrésére.
Tegyük föl, hogy rendszeres vizsgálatuk alatt
orvosuk egyszerű, nem invazív vizeletmintát
vagy más folyadékmintát vesz,
és megvan a lelet még azelőtt, hogy elhagynák a rendelőt.
Egy ilyen technológia lényegesen csökkentené azoknak a számát,
akiknél csak későn ismerik föl a rákot.
Mérnökökből és biokémikusokból álló kutatócsoportom
pont ezen a feladaton dolgozik.
Olyan módszeren dolgozunk, amely gyakran működteti a korai riasztást
a személy egészséges időszakában kezdődő rendszeres szűrés útján.
Így a rák a keletkezésekor,
még elburjánzása előtt megállítható.
Esetünkben a csodafegyvert azok az apró hólyagok,
pici mentőkabinok, az exoszómák jelentik, melyeket a sejtek szoktak kibocsátani.
Az exoszómák fontos biomarkerek,
amelyek korai jelzőrendszerként a rák megjelenésére figyelmeztetnek.
Mivel minden testnedvben
– beleértve a vért, vizeletet és nyálat – bőségesen megtalálhatók,
különösen vonzók a nem invazív folyadékbiopszia számára.
Ezzel csak egy a gond.
Még nem léteznek e fontos biomarkerek gyors kimutatására alkalmas
automatizált rendszerek.
Csináltunk egy nano-DLD-nek nevezett rendszert, technológiát,
amely pont erre alkalmas:
automatizált exoszóma-elkülönítésre
gyors rákdiagnosztika céljából.
Az exoszómák, mondhatni,
a folyadékbiopsziában megjelenő új előrejelző fegyverek.
Nagyon picik.
Átmérőjük 30–150 nanométer.
Olyan pirinyók,
hogy egymilliónyi elhelyezhető belőlük egy vörösvérsejtben.
Méretük úgy aránylik egymáshoz,
mint a golflabdáé a homokszeméhez.
Valaha azt hitték róluk, hogy ezek sejthulladékok szemetesvödrei.
Kiderült, hogy a sejtek az exoszómák képzésével és elnyelésével
beszélgetnek egymással;
az exoszómák felületi receptorokat, fehérjéket
és genetikai anyagokat is tartalmaznak; ezeket eredeti sejtjeikből hozzák.
Amikor a szomszéd sejt elnyeli őket,
az exoszómák a fogadó sejtbe öntik tartalmukat,
és a génkifejeződésben alapvető változásokat idéznek elő –
jó irányút vagy
– itt kerül képbe a rák –
rossz irányút.
Mivel az anyasejt anyagába vannak öltözve
és annak környezetét tartalmazzák,
genetikai pillanatfelvételt adnak a sejt egészségi állapotáról és eredetéről.
E tulajdonságaik miatt az exoszómák fölbecsülhetetlen értékű hírnökök,
amelyekkel az orvosok
majd sejtszinten fürkészhetik ki egészségi állapotunkat.
A rák korai földerítéséhez viszont
gyakran le kell hallgatni az üzeneteket,
hogy megállapítsuk, mikor okoz bajt szervezetünkben a rák,
mikor kell támadnunk:
ezért fontos a rendszeres szűrés,
ezért fejlesztjük az erre alkalmas technológiát.
Bár 2016-ban az első exoszómaalapú diagnosztikák megjelentek a piacon,
egészségügyi alkalmazásuk még nem általános.
Nem régi megjelenésük mellett
még egy tényező korlátozza kiterjedt alkalmazásukat.
Mégpedig, hogy nincs még automatizált exoszóma-elkülönítő rendszer,
amely a rendszeres szűrést kifizetődővé tenné.
A jelenlegi exoszóma-elkülönítő rendszerbe beletartozik
az ultracentrifugálás folyamata,
amelyhez drága laboreszköz kell,
szakképzett laboráns
és kb. 30 óra a minta földolgozására.
Mi más megoldást dolgoztunk ki az exoszóma automatizált elkülönítésére,
pl. vizeletmintából.
Ehhez csipalapú folyamatos áramlási elkülönítési technikát használunk.
A neve: determinisztikus laterális kiszorítás.
Azt tettük vele,
amit a félvezetőipar oly sikeresen tett az elmúlt 50 év alatt.
Összezsugorítottuk a technikát
mikroléptékűről nanoléptékűre.
Hogy működik?
Röviden:
a seregnyi pici oszlop között nanoméretű hézagok vannak olyan elrendezésben,
hogy a rendszer
a folyadékot áramvonalasan szétválaszthassa.
A nagyobb, rákhoz kötődő nanorészecskék
a terelés következtében elválnak a kisebb, egészséges részecskéktől,
amelyek viszont az oszlopok között
cikkcakkban haladhatnak
a folyadékáramlás irányában.
Ennek eredménye a kétféle részecskepopuláció teljes elkülönítése.
Az elkülönítés folyamata ahhoz hasonló,
mint mikor az autópályán a forgalom két sorra válik szét,
az egyik út hegyen átmenő szűk alagútba vezet,
a másik megkerüli a hegyet.
A kisebb kocsik át tudnak menni az alagúton,
de a nagyobb, esetleg veszélyes anyagot szállító teherautók
kénytelenek kerülőt tenni.
A forgalom méret és rakomány szerint hatékonyan különválik,
a járműfolyam feltartása nélkül.
A mi rendszerünk pont így működik, de lényegesen kisebb léptékben.
Az ötlet ebben az, hogy a szűréshez szükséges elkülönítés oly egyszerű lehet,
mint a vizelet-, vér- vagy nyálminta bevizsgálása,
s ez a közeli évek mindennapos lehetősége.
Végül ez alkalmas lehet meghatározott ráktípushoz kötött, célzott exoszómák
elkülönítésére és kimutatására,
s jelenlétük percek alatt érzékelhető és megállapítható.
Ez gyors, fájdalommentes diagnózist tesz lehetővé.
Általában véve,
a biomarkerek elkülönítésének s dúsításának lehetősége –
mindez nanoléptékű pontossággal és automatikusan –
utat nyit a betegségek, köztük a rák jobb megértéséhez
a mintaelőkészítéstől a diagnosztikán, a gyógyszerérzékenységen keresztül
a kezelésig bezárólag.
Még feleségem rákkal való küzdelme előtt
a folyamat automatizálásáról álmodoztam,
hogy elérhetőbbé tegyem a rendszeres szűrést,
ahhoz hasonlóan, ahogy Henry Ford az autót tette elérhetővé
a nagyközönség számára
a futószalag-termelés bevezetésével.
A hozzájutás kulcsa az automatizálás.
Herbert Hoover szellemében
("csirkét minden fazékba, s autót minden garázsba")
olyan technológiát fejlesztünk,
amely végül korai előrejelző rendszert juttathat
mindenki otthonába.
Ez megadná a lehetőséget mindenki számára,
hogy rendszeresen, még egészségesen tesztelje magát,
és kialakulásakor elcsípje a rákot.
Ezt remélem, erről álmodom,
hogy segítsek az embereknek elkerülni a csillagászati költségeket –
fizikaiakat, anyagiakat és érzelmieket –,
amelyekkel a ma betegei szembesülnek,
és az általam jól ismert nehézségeket.
Boldogan mondom el, hogy feleségem kezelése a rák korai felismerése miatt
sikeres volt,
és ma, hála istennek, rákmentes.
(Taps)
Ezt az eredményt kívánom mindenkinek, akit rákkal diagnosztizáltak.
Csapatomnak a korai rákdiagnózis érdekében
a nanoléptékű biomarkerek
elkülönítése terén végzett munkája
reményt ad rá, hogy a következő évtizedben
az efféle technológia elérhető lesz,
és segít barátainkat, családunkat és a jövő nemzedéket megvédeni.
Ha olyan pechesek vagyunk, hogy rákot állapítanak meg nálunk,
a korai jelzőrendszer erős reménysugarat jelent.
Köszönöm.
(Taps)
"Lei ha un cancro."
Purtroppo circa il 40 per cento di noi se lo sentirà dire una volta nella vita,
e la metà non sopravviverà.
Ciò significa che a due su cinque dei vostri amici più cari o parenti
verrà diagnosticata una qualche forma di tumore,
e uno ne morirà.
Oltre ad avere disagi fisici,
quasi un terzo di chi sopravvive al cancro negli Stati Uniti
si indebiterà per pagare le cure.
Queste persone hanno più del doppio delle probabilità di andare in bancarotta
di chi non ha il cancro
Questa malattia è pervasiva.
Ti prosciuga emotivamente
e, per molti,
anche finanziariamente.
Ma una diagnosi di tumore non significa sempre una sentenza di morte.
Diagnosticarlo tempestivamente,
agli esordi,
è essenziale per migliorare le possibilità di trattamento
riducendo l'impatto emotivo
e quello monetario.
Ma soprattutto
Prevenire il cancro -
- uno degli scopi primari della mia ricerca-
aumenta le probabilità di sopravvivere
Prendiamo l'esempio del cancro al seno:
se viene diagnosticato e trattato allo stadio 1
c'è una probabilità di sopravvivenza a cinque anni vicina al 100 per cento -
la percentuale scende al 22 per cento se viene trattato allo stadio 4.
Andamenti simili si riscontrano anche nel cancro del colon-retto e ovarico.
Ecco, sappiamo tutti che un'accurata diagnosi precoce
è fondamentale per sopravvivere.
Il problema è che molti metodi diagnostici sono invasivi,
costosi,
spesso imprecisi,
e ci può volere moltissimo tempo prima di ottenere dei risultati.
O ancora peggio, per certe forme di tumore,
come quello alle ovaie, al fegato o al pancreas,
non esistono nemmeno dei metodi di screening affidabili,
il che significa che spesso bisogna attendere l'insorgenza dei sintomi,
che indicano però che il cancro è già in fase avanzata.
Come un tornado che colpisce una zona senza un sistema di allerta,
nemmeno in questi casi c'è un allarme,
perché il pericolo è già alle porte
quando le aspettative di vita si sono ridotte enormemente.
Avere a disposizione degli screening periodici
non troppo cari, non invasivi e più rapidi
significherebbe essere in possesso
di una potente arma per combattere il cancro.
Un avviso precoce ci permetterebbe di anticipare la malattia
invece di seguirla solo nel suo sviluppo inesorabile.
Questo è esattamente ciò che sto facendo.
Negli ultimi tre anni ho sviluppato delle tecnologie
che possono essere d'aiuto ai medici
nel diagnosticare il cancro rapidamente al suo esordio.
Sono stato spinto dalla mia profonda curiosità per la scienza
e dalla volontà di cambiare queste statistiche.
L'anno scorso però
la lotta è diventata molto personale.
A mia moglie è stato trovato un cancro al seno.
È stata un'esperienza che ha aggiunto una dimensione emotiva forte e inattesa
ai miei sforzi.
So per esperienza quanto la terapia possa cambiarti la vita,
e sono profondamente consapevole dello sconforto totale
che il cancro può causare a una famiglia,
e nel nostro caso includendo le nostre due figlie.
Poiché diagnosticato in tempo con una mammografia di routine
abbiamo potuto concentrarci subito sulle opzioni terapeutiche
per il tumore localizzato,
a riprova di quanto sia importante una diagnosi precoce.
Diversamente che per alti tumori
la mammografia è molto utile per diagnosticare in tempo il cancro al seno.
Tuttavia, molte persone non la fanno
o sviluppano un cancro al seno
prima dell'età a cui viene raccomandata la mammografia.
C'è quindi ancora molto da fare
sia per i tumori che hanno esami di screening,
sia per trarre benefici per quelli che non ne hanno.
La sfida chiave per i ricercatori in ambito oncologico
è sviluppare metodi
che rendano lo screening per vari tipi di cancro
molto più accessibile.
Immaginate un normale checkup in cui
il vostro medico prende un semplice campione delle urine, non invasivo,
o un'altra biopsia liquida,
e che vi dia i risultati prima ancora che lasciate il suo studio.
Una tecnologia del genere potrebbe ridurre moltissimo il numero di persone
che sfuggono ai controlli che permettono una diagnosi precoce.
Il mio team di ricerca di ingegneri e biochimici
sta lavorando proprio su questo.
Stiamo cercando un modo per lanciare un allarme per il cancro in fase precoce
attraverso screening regolari che cominciano quando si è sani
in modo tale da poter bloccare la malattia nel momento in cui insorge,
prima che possa progredire oltre.
Il segreto in questo caso starebbe in delle vescicole minuscole,
delle piccole capsule emesse regolarmente dalle cellule chiamate esosomi.
Gli esosomi sono dei biomarcatori importanti
che rappresentano un sistema d'allarme per un cancro in fase iniziale.
Siccome sono abbondantemente presenti in quasi tutti i fluidi corporei,
compresi sangue, urine e saliva,
sono perfetti per essere rilevati con biopsie non invasive.
C'è un unico problema.
Un sistema automatizzato per smistare questi importanti biomarcatori
non è ancora stato realizzato.
Noi abbiamo sviluppato una tecnologia chiamata nano-DLD
che è in grado di fare questo:
isolamento automatizzato di esosomi
per facilitare una diagnosi tempestiva di cancro.
Gli esosomi sono la nuova frontiera della diagnostica in fase precoce
ottenuti grazie ad una biopsia liquida.
E sono davvero molto, molto piccoli.
Misurano appena 30-150 nanometri di diametro.
Sono così piccoli
che un solo globulo rosso ne potrebbe contenere un milione.
È circa la differenza tra una palla da golf
e un granellino di sabbia.
Ritenuti un tempo dei piccoli cassonetti per rifiuti cellulari indesiderati,
è stato scoperto che le cellule in realtà comunicano
producendo e assorbendo questi esosomi
che contengono dei recettori superficiali,
proteine e altro materiale genetico della loro cellula d'origine.
Quando vengono assorbiti da una cellula vicina,
gli esosomi vi rilasciano il loro contenuto
che può mettere in moto dei cambiamenti nell'espressione genica -
alcuni positivi e,
qui entra in gioco il cancro,
alcuni negativi.
Visto che gli esosomi sono formati da materiale della cellula madre,
e contengono il campione dell'ambiente
forniscono un'immagine genetica della salute e dell'origine della stessa
Tutte queste qualità rendono gli esosomi preziosi messaggeri
che consentono ai medici
di sbirciare la condizione di salute a livello cellulare.
Per prevenire un tumore, però
bisogna intercettare con frequenza questi messaggi
per determinare quando dei fattori cancerogeni, nel tuo corpo,
hanno deciso di tentare un attacco;
ed è per questo che uno screening regolare è fondamentale
e che stiamo sviluppando tecnologie per renderlo possibile.
Siccome i primi metodi diagnostici basati su esosomi sono vendibili da quest'anno,
non sono ancora entrati a far parte dei protocolli medici di routine.
Oltre alla loro recente nascita,
un altro fattore che ne limita l'adozione su larga scala
è che al momento non c'è nessun sistema automatizzato per l'isolamento di esosomi
che renda lo screening economicamente accessibile.
Il regime standard attuale per l'isolamento degli esosomi
richiede l'ultracentrifugazione,
un processo che necessita di macchinari costosi,
un tecnico di laboratorio
e quasi 30 ore per analizzare un campione.
Abbiamo ottenuto un approccio diverso per realizzare l'isolamento automatizzato
da un campione come le urine.
Utilizziamo una tecnica di separazione a flusso continuo basata su microchip
che si chiama trasferimento laterale deterministico.
E siamo riusciti a farne
quello che l'industria dei semiconduttori fa con successo da 50 anni.
Abbiamo ridimensionato questa tecnologia
dalla scala dei micron a quella nei nanometri.
Come funziona?
Per farla breve,
un insieme di minuscole colonne separate da spazi nanoscopici
sono disposte in modo tale
da dividere il fluido in linee di flusso,
così che le nanoparticelle più grandi, legate al tumore, si separino
tramite un processo di allontanamento da quelle sane, più piccole,
che invece riescono
a muoversi a zig-zag tra le colonnine
nella direzione del fluido.
Il risultato è una netta divisione tra questi due tipi di particelle.
Si potrebbe dire che questo processo
è simile al traffico che si incanala in due strade,
una che va in un tunnel basso dentro a una montagna
e l'altra che ci gira intorno.
Le macchine piccole possono attraversare il tunnel,
mentre i camion, che portano materiale potenzialmente pericoloso,
devono prendere l'altra strada.
Il traffico viene quindi separato per dimensione e contenuti
pur continuando a scorrere.
Il nostro sistema funziona proprio così, su una scala molto, molto più piccola.
L'idea è che il processo di separazione per lo screening
potrebbe diventare semplice come quello usato per urine, sangue o saliva,
il che è una possibilità concreta per i prossimi anni.
Infine, potrebbe essere utilizzato per isolare e trovare esosomi bersaglio
associati a tipi particolari di tumore,
rilevandone la presenza in pochi minuti.
Questo renderebbe la diagnosi precoce praticamente indolore.
In generale,
la capacità di separare e arricchire i biomarcatori
con precisione su scala nanometrica e in modo automatico
apre le porte a uno studio più approfondito di malattie come il cancro,
con applicazioni che vanno dal preparare i campioni, alla diagnostica, al controllo
di resistenza ai farmaci, alla terapeutica.
Ancor prima che mia moglie si ammalasse
era il mio sogno quello di facilitare l'automatizzazione del processo -
per rendere lo screening regolare più accessibile,
così come Henry Ford aveva reso l'automobile accessibile
all'intera popolazione
sviluppando la catena di montaggio.
L'automazione è la chiave per l'accessibilità.
E nello spirito del sogno americano,
"del pollo in ogni tavola e una macchina in ogni garage",
sviluppiamo una tecnologia
che potrebbe mettere a disposizione un sistema di diagnosi precoce
in ogni casa.
Ciò permetterebbe ad uomo, donna o bambino
di essere regolarmente monitorato mentre è ancora sano,
e di rilevare un tumore ai suoi esordi.
Per me è una speranza, un sogno
quello di aiutare le persone nel mondo ad evitare il costo elevato -
in termini fisici, monetari ed emotivi -
che affrontano i malati di cancro,
difficoltà che ho imparato a conoscere bene.
Sono felice di dire che con la diagnosi tempestiva del cancro di mia moglie
le cure hanno funzionato
e lei ora, grazie al cielo, è guarita.
(Applausi)
È un risultato che vorrei potessero ottenere tutti.
Con il lavoro che il mio team ha già fatto
dividendo i biomarcatori nanometrici
per una diagnosi rapida e precoce,
credo che davvero, entro un decennio,
questa tecnologia sarà disponibile,
aiutandoci a proteggere i nostri amici, familiari e le generazioni future.
Se anche dovessimo avere la sfortuna di vederci diagnosticare un cancro,
quel sistema di allarme precoce ci procurerà grande speranza.
Grazie.
(Applausi)
「あなたはがんです」
悲しいことですが約40%の人々は いつかこの言葉を聞くことになります
そのうち半数は命を落とし
これが意味するのは あなたの近しい友人や親戚の2/5は
何らかのがんの診断を受け そのうちの１人は
亡くなるということです
身体的な苦痛の他にも
アメリカのがんサバイバーの およそ1/3は
治療費で借金を背負うことになり
がん患者でない人に比べて 少なくとも2.5倍の確率で
破産をしてしまいます
この疾患はあらゆるものに影響し
感情面で消耗させられますし
多くの人にとっては
経済的に破壊的です
しかしがんの診断イコール 死亡宣告である必要はありません
がんをその発生から近いうちに
早期発見することは
治療の可能性を高め
感情的負担を減らし
経済的負担を最小限に抑える 重要な要因です
最も重要である
がんの早期発見は
—私の重要な研究テーマの １つですが—
患者の生存率を大きく高めます
乳がんの例では
ステージ I で診断を受け治療をすれば
５年生存率は100％に近いのですが
ステージ IV では22％に 減少してしまいます
大腸・直腸がんや卵巣がんにおいても 似たような傾向が見られます
正確な早期診断が 生存に不可欠なのは
明白です
問題は多くのがん診断ツールが 侵襲的で
高額で
往々にして不正確で
結果が出るまでに 待ちきれないほど 長い時間がかかることです
更には卵巣がんや 肺がん、すい臓がん
といった種類のがんには
効果的なスクリーニング方法が無く
多くの人々が 後期まで進行したがんを意味する
身体的症状が現れるまで 疾患に気付きません
早期警報システムの無い地域に 竜巻が来ても
警告してくれる警報機も無く
危険が足元まで迫り
生き延びられる確率が大幅に 減少してしまうようなものです
安価で非侵襲的で結果を より迅速に返してくれる
検診という便利な選択肢に 手が届くということは
がんとの戦いでの 力強い武器となり得るでしょう
早期の警告を使えば 容赦なく現れる症状の
後を追うだけでなく 病気に先手を打つことができます
—これが私がやってきたことです
私は過去３年間
臨床医たちが早期がん診断を
迅速にできる技術を 開発してきました
私は科学的好奇心と これら統計の表す数字を変えるのだという
情熱に動機付けられてきました
しかし昨年
私の妻が乳がんと診断されてから
この戦いはもっと 個人的なものとなりました
この経験は予期していなかった 強烈な感情の世界を
私の戦いに加えました
私はがん治療が人生を変えてしまう ということを身を以て知っていますし
がんが家庭にもたらす感情的被害を
私も 若い娘たち２人も
良く理解しています
定期検診のマンモグラムで 早期にがんを発見し
主に局部腫瘍の治療だけで
済みましたので
早期診断の大切さを 再確認しました
他のがんと違って
マンモグラムでは 乳がん早期診断のための検診が受けられます
しかし皆が検診を受けておらず
マンモグラムを受けるよう
勧められる年齢になる前に 乳がんになってしまったりします
ですからスクリーニングが できるがんについても
まだまだ改善の余地があり
定期検診を受けない人々にとっても 大いに有益です
がん研究者たちの主たる課題は
様々な種類のがんの
定期検診を行う方法を開発し
より利用し易くすることです
定期検診で
医師がごく簡単な採尿 あるいはその他の種類の
液体生検を行い
その場で結果を教えてくれるという 状況を想像してください
このような技術はがん早期発見の 網の目から漏れてしまう
患者の数を劇的に減らせるのです
私の生化学・工学研究チームは
まさにこの課題に取り組んでいます
健康なうちから定期検診を始められる 方法を開発することで
頻繁に早期がん警報を鳴らし
がんが発生次第 それが初期以降に発展する前に
即座にアクションを 取れるようにするのです
技術上の鍵となる銀の弾丸は小胞であり これは「エクソソーム」と呼ばれ
細胞から定期的に放出される 小さな脱出ポッドのようなものです
エクソソームは重要なバイオマーカーで
がん進行の早期警報システムとなります
そして血液、尿、唾液といった あらゆる体液に
豊富に存在するため
非侵襲的液体生検の方法として 非常に魅力的です
しかし 問題が一つあります
これら重要なバイオマーカーを 迅速に選別する自動技術は
今のところ存在しません
そして我々はこれを可能にする技術
「ナノDLD」を生み出しました
高速がん診断のため
エクソソーム自動分離を行う技術です
エクソソームは液体生検分野に現れた
いわば最新の早期警報のツールと言えます
エクソソームのサイズは極めて小さく
直径が30〜150ナノメートル ほどしかありません
とても小さいので
百万個のエクソソームを １個の赤血球に収められるほどです
その大きさは およそ ゴルフボールと
１粒の砂くらい違います
エクソソームは細胞が放出する 老廃物を含んだ小胞と考えられていましたが
実は細胞が細胞表面受容体や
たんぱく質や遺伝子物質などを含んだ エクソソームを分泌し
それを他の細胞が取り込むことで
情報を伝達し合うことが 解明されました
隣接する細胞に吸収される時
エクソソームはその内容物を 隣接細胞中に放出し
遺伝子の発現において基本的な 変化を起こさせます
良い変化もありますが
がん細胞が関係する時は
悪い変化もあります
エクソソームはそれを放出する細胞に 由来する物質で包まれており
由来環境の一部を 含んでいるので
細胞の健康状態とその由来に関する 遺伝子的情報を提供します
こうした性質を持つので エクソソームは 医師たちが
細胞レベルで聞き耳を立てることを
可能にする極めて貴重な メッセンジャーとなります
がんを早期に発見するには
こうしたメッセージを頻繁に傍受し
がんの原因となる細胞がいつ体内で 叛乱を起こそうとしているかを
突き止める必要があります
これが定期検診が非常に重要な理由でもあり
我々がその技術の開発努力を している理由でもあります
最初のエクソソーム・ベースの 診断法が今年市場に登場しましたが
未だ医療の選択肢として 主流ではありません
この技術が
広く普及するのを妨げている要因は
定期検診を手の届く価格にできる
自動エクソソーム分離システムが 現存しないことです
現在の確立された エクソソーム分離方法は
「超遠心分離」という方法で
高額な研究機器や
経験を積んだ技術者
約30時間にのぼる処理時間を 必要とします
我々は例えば尿などのサンプルから 自動的にエクソソーム分離をするという
新たな手法を生み出しました
マイクロチップを用いた 「決定的側方変位（DLD）」法 と呼ばれる
連続フロー分離システムです
我々はそれを用いて
半導体産業が過去50年で 成し遂げたことを達成しました
この技術のスケールを
マイクロからナノへ縮小したのです
その仕組みをご紹介します
つまり
ナノスケールの隙間で 並んだ小さな柱が
液体をいくつもの小さな流れに
分割するように配置され
がんに関連した大きなナノ粒子と
柱の間を流れの方向に沿って ジグザグに進む
もっと小さな
健康な粒子とを振り分けるように
作用します
このようにしてこれら２種類の粒子を 完全に分離することができます
この分離プロセスのイメージは
２つに分岐するハイウェイの
１つは山の中の天井の低いトンネルへ伸び
もう１つはそれを迂回するのに似ています
小さな車はトンネルを通ることができて
危険な物質を積む大きなトラックは
迂回することになります
交通は流れを塞き止めることなく 大きさと内容物によって
分離されます
我々のシステムは これをぐっと縮小したものです
こうなると 診断のための分離プロセスは
尿、血液、唾液を使った検査くらい 簡単になるでしょう
これが今後数年間の 短期的な見通しです
究極にはある種のがん細胞に特有な
標的エクソソームを単離・検知し
数分以内にその存在を 感知し知らせます
これは迅速ながん診断を 非常に簡単にします
一般的に言って
自動機械を使い ナノスケールの正確さで
バイオマーカーを 分離し、濃縮します
この技術を試料調製から診断
薬剤耐性や治療法まで幅広く応用でき
がんのような疾患の理解を 更に深める扉を開くでしょう
妻ががんに罹患する前も
このプロセスを自動化し
定期検診をもっと手に届く 身近なものにするのは私の夢でした
ヘンリー・フォードが ライン生産方式を用いて
自動車を
大衆にとって身近なものにしたように
自動化はアクセシビリティへの鍵です
フーバー大統領の夢みた
「全ての鍋に鶏肉を 全てのガレージに車を」の精神に則って
私たちは全ての家庭に
がんの早期診断警告システムを届ける技術を
開発しています
これは大人から子供まで すべての人々が
健康なうちに定期検診を受け がんをその萌芽期に
発見することができるということです
私の夢は
世界中の人々が こんにちがん患者たちが払う—
私もよく知る 身体的、経済的
そして感情的にも高い代償や
苦難を免れる手助けをすることです
ちなみに 早期にがんを発見できたお陰で
私の妻の治療は成功し
彼女はがんを克服しました
（拍手）
がんと診断されたあらゆる患者に そうなって欲しいと思っています
私のチームが実現した
ナノスケールの バイオマーカー分離技術で
迅速な早期がん診断をもって
十年の内にはきっと
このような技術が手元に届き
友人や家族 未来の世代を 守ってくれているでしょう
もし不幸にもがんと診断されてしまっても
早期警告システムが輝く希望の光を 灯してくれるでしょう
ありがとうございました
（拍手）
"당신은 암에 걸렸습니다."
슬프지만 우리 중 약 40%는 살면서 이 말을 듣게 됩니다.
그리고 그중 절반은 살아남지 못합니다.
이 말인즉슨, 여러분의 가장 절친한 친구나 지인 5명 중 2명은
암 진단을 받게 된다는 것이고
그중 1명은 죽는다는 것입니다.
육체적 역경 이외에도
미국에서 암을 이겨낸 대략 3분의 1의 사람들은
치료비 빚더미에 앉게 됩니다.
그리고 암에 걸리지 않은 사람들에 비해 2.5배나
파산확률이 높습니다.
이 병은 광범위하게 영향을 미칩니다.
정신적으로도 지치게 하고
많은 사람을
금전적으로도 무너뜨립니다.
하지만 암 진단을 사망선고로 받아들일 필요는 없습니다.
암세포를 더 빨리
초기에 발견하는 것이 중요한 이유는
선택 가능한 치료 방법을 늘리고
심리적인 영향도 줄이고
금전 부담도 줄이기 때문입니다.
무엇보다도
암을 조기에 발견하는 것이 제 연구의 최우선 목표이기도 합니다.
생존 확률을 크게 높이겠다는 거죠.
예를 들어 유방암의 경우를 보면
1기에 진단이 내려져 치료를 받은 환자들은
5년 동안 생존할 확률이 거의 100%에 가깝습니다.
하지만 4기에 치료를 시작하면 그 확률이 22%로 줄어듭니다.
그리고 직장암이나 난소암의 경우에도 유사한 경향을 보입니다.
자, 이제 초기에 정확하게 진단하는 것이
생존에 있어서 중요함을 알았습니다.
문제는 많은 암 진단 방법들이 몸에 칼을 대야하고
비싸고
부정확할 때도 있고
결과가 나오는데 굉장히 오랜 시간이 걸릴 수도 있다는 것입니다.
더 나쁜 경우는 특정 암에 관해서
예를 들어 난소암, 간암, 췌장암 등은
훌륭한 검출 방법이란 것이 없습니다.
이 말은, 환자들의 신체에 표면적 증상이 나타났을 때는
이미 말기까지 진행되었음을 의미하기 때문이죠.
조기 경보 시스템이 없는 지역이 토네이도를 맞은 것처럼
위험을 알려줄 경보가 없습니다.
눈앞에 위험이 이미 닥치고 나면
여러분의 생존 확률은 크게 낮아집니다.
정기 검진이 편리성과 접근성을 갖추면
즉 저렴하고, 수술도 필요 없고, 빠른 결과를 제공한다면
암과의 싸움에서 가공할 무기가 될 것입니다.
조기 경보는 우리가 질병을 앞질러 가게 해줍니다.
단지 그 잔혹한 흔적을 따라가는 대신 말이죠.
바로 그것이 제가 하고 있는 일입니다.
지난 3년 동안 제가 개발한 기술은
궁극적으로 의사들을 도와
빠르고, 조기에 암 진단을 할 수 있는 기술입니다.
그리고 저는 지금까지 깊은 과학적 호기심과
이런 문제 해결에 대한 열정에 힘입었습니다.
하지만 작년에
이 싸움은 더욱 개인적 문제로 다가왔습니다.
제 아내가 유방암 진단을 받게 된 것이죠.
저의 노력에 강력하고 예상치 못한 감정을 더해준 경험이었습니다.
저는 그 치료가 삶에 끼치는 영향을 일단 알고 있었습니다.
암이 불러올 가족 전체의 심리적 혼란도 아주 잘 알고 있었습니다.
저의 어린 두 딸을 포함해서 말이죠.
정기적인 유방 조영 촬영으로 이를 초기에 발견했기 때문에
우리는 국부적인 종양에 대한 우선적 처치에 집중할 수 있었고
초기 진단이 얼마나 중요한지 더 큰 확신을 갖게 되었습니다.
다른 형태의 암과는 달리
유방암은 유방 조영술로 초기 진단이 가능합니다.
그러나 누구나 이 검사를 받는 것도 아니고
유방 조영술이 권장되는 중년 이전에 유방암이 진행될 수도 있죠.
그래서 검사법이 있는 암이라고 해도
개선의 여지는 여전히 많이 있으며
물론 그렇지 않은 암에도 상당한 이점이 있습니다.
암 연구자들에게 있어서 가장 중요한 과제는
다양한 종류의 암에 대한 정기 검진을
더 편리하게 하는 방법을 만드는 것입니다.
여러분이 정기 검진을 받으러 병원에 갔는데
담당 의사가 단순히
비외과적 소변 샘플이나 액상의 생검 시료만으로
여러분이 그 방을 나가기도 전에 결과를 보여준다고 생각해 보세요.
이러한 기술이 있다면 암 조기 진단의 감시망이 놓치는 환자의 숫자를
현저하게 낮출 것입니다.
엔지니어와 생화학자로 이루어진 저희 연구진은
바로 이런 과제를 연구하고 있습니다.
저희는 사람들이 건강할 때부터 정기 검진을 시작하도록 함으로써
암 초기 경보를 활성화하는 방안을 연구하고 있습니다.
이를 통해 암이 생기는 순간에 진행을 막고
더 진행되지 않도록 하고자 합니다.
이를 위한 묘책이 바로 미세 소낭입니다.
세포에서 주기적으로 배출되는 작은 소포체로서 엑소좀이라고 하죠.
엑소좀은 암의 진전 과정에 있어서
조기 경보를 가능하게 하는 중요한 생체 지표입니다.
그리고 이는 인체 내의 체액에 풍부하게 존재하기 때문에
피, 소변, 타액과 같은 것도
비외과적 액체 생검 샘플로 아주 적절합니다.
그런데 문제가 하나 있습니다.
이런 중요한 생체 지표를 빠르게 구분하는 자동화 시스템이
현재로서는 없다는 것입니다.
하지만 저희가 개발한 나노 DLD라는 기술로
그 일을 정확하게 해낼 수 있습니다.
자동으로 엑소좀을 구분하여
빠른 암 진단을 도와주죠.
말하자면, 엑소좀은 액상 생검 영역에서
떠오르는 최신의 조기 경보 무기입니다.
엑소좀은 매우 작습니다.
지름은 30에서 150나노미터 정도로 측정됩니다.
아주 작아서
적혈구 세포 하나에 백만 개 정도를 넣을 수 있습니다.
그 차이를 비교하자면
골프공과 미세한 모래알 정도라고 보시면 됩니다.
한때는 필요 없는 세포 쓰레기의 작은 쓰레기통으로 취급받았지만
세포들이 엑소좀을 배출하고 흡수하면서 실제로 소통하고 있음이 밝혀졌습니다.
엑소좀에는 표면 수용체와
단백질 그리고 그 기원세포에서 수집된 유전물질을 가지고 있습니다.
주변 세포에 흡수될 때
엑소좀은 수용 세포에 내용물을 방출하고
유전자 발현의 근본적 변화를 일으킬 수 있습니다.
좋은 변화도 있고
안 좋은 경우엔
암이 됩니다.
엑소좀이 모세포의 기원물질을 가지고 있고
그 환경의 샘플을 갖고 있기에
해당 세포의 건강과 근원에 대한 유전 정보를 보여줍니다.
이러한 특성 덕분에 엑소좀이 매우 중요한 메신저 역할을 하는데
이는 잠재적으로 외과의들이
여러분의 건강을 세포 단위로 살펴볼 수 있도록 해줍니다.
하지만 암을 조기에 발견하려면
이런 메시지를 빈번하게 가로채서
여러분의 몸속 발암 물질이 언제 반란을 일으킬지
진단해야 합니다.
이것이 정기 검진이 중요한 이유이고
저희가 이를 위한 기술을 개발하는 이유입니다.
올해 최초의 엑소좀 기반 진단법이 시장에 나왔지만
아직까진 많이 알려진 건강 관리 방법은 아닙니다.
최근에 나온 것이라는 점 외에도
이 기술이 널리 퍼지는데 어려움을 겪는 점으로는
현재 자동화된 엑소좀 분리체계가 없어 저렴한 정기 검사가 어렵다는 것입니다.
현재의 엑소좀 분리를 위한 표준은
초원심분리기가 필요하고
시료 처리를 위한 고가의 실험 장비와
숙련된 연구원
그리고 하나의 샘플 처리를 위해 약 30시간이 필요합니다.
저희는 소변과 같은 시료로부터 자동화된 엑소좀 분리를 가능케 하는
다른 방법을 고안해냈습니다.
저희는 전자칩 기반의 연속적인 유체 흐름 분리 기술인
측방 변위량 판정(DLD) 기술을 이용했습니다.
저희가 사용한 이 방법은
반도체 산업에서 지난 50년간 성공적으로 사용한 방법이죠.
저희는 마이크로 단위에서 진정한 나노 단위로
이 기술을 축소했습니다.
작동 원리가 궁금하시죠?
쉽게 말씀드리자면
나노 단위의 간격으로 분리된 작은 기둥들이
이런 식으로 배열되는데
이 시스템이 액체를 물줄기 가르듯 나눕니다.
암과 관련된 더 큰 나노 분자들은
작고 건강한 세포들의 방향전환 과정을 통해 분리됩니다.
작은 세포들은 반대로
기둥 사이를 지그재그 모양으로 흘러
유체 흐름을 따라갑니다.
최종적으로는 이 두 분자가 완전하게 분리됩니다.
이 분리 과정을 그려보면
두 길로 나누어진 고속도로와 비슷합니다.
하나는 산 아래로 뚫린 높이 제한이 있는 터널이고
다른 길은 돌아가는 길인 셈이죠.
소형차는 터널을 지나갈 수 있지만
잠재적 위험한 물질을 실은 트럭은
돌아가는 길로 가야 합니다.
교통량은 효과적으로 크기와 내용물로 나누어집니다.
흐름을 방해하지 않고 말이죠.
훨씬 더 작은 크기이긴 하지만 이 원리로 저희 시스템이 작동합니다.
여기에서 중요한 점은 검사를 위한 분리과정이
소변, 혈액 혹은 타액 샘플을 처리하는 것처럼 간단해진다는 것이고
단기적으로 향후 몇 년 안에 가능해질 거라는 점입니다.
궁극적으로는 이 기술로 목표로 하는 엑소좀을 분리하고 찾아내서
특정 암과의 관련성을 몇 분 안에 찾아내서
검사 결과를 알 수 있다는 것입니다.
이로써 고통 없는 빠른 진단이 가능하게 될 것입니다.
일반적으로 말하자면
생체지표를 분리하고 더 많이 얻어내기 위해
나노단위의 정밀도와 자동화하는 능력을 갖는다면
암과 같은 질병을 더 잘 이해할 수 있는 문을 열게 됩니다.
그 응용 범위도
샘플 준비부터 진단까지
약물 내성 모니터링에서 치료법까지 다양합니다.
제 아내가 암과의 사투를 벌이기 훨씬 이전부터
정기 검진을 더 편리하게 만드는 이 과정을
자동화하는 것은 제 꿈이었습니다.
이는 헨리 포드가 조립 설비를 발전시킴으로써
일반 대중들이 자동차를 탈 수 있게 만든 것과 비슷합니다.
그런 접근성의 핵심은 바로 자동화입니다.
후버가 꿈꿨던 정신인
"모든 냄비에 닭고기를, 모든 차고에 자동차를"처럼
저희는 모든 가정에
암 진단 조기 경보 시스템을 놓을 수 있는 기술을
개발하고 있습니다.
그렇게 되면 남녀노소 모두
건강할 때 정기적으로 검사를 받을 수 있게 되어
발생 초기에 암을 발견할 수 있을 것입니다.
제 희망이자 꿈은
세상 사람들이
오늘날 암환자들이 겪는 것처럼
물리적, 금전적, 심리적으로 비싼 대가를 치르지 않도록 하는 것입니다.
저는 그 어려움을 잘 알거든요.
또한, 다행스러운 소식은 아내의 암을 일찍 발견했기에
치료가 성공적이었고
감사하게도 완치되었습니다.
(박수)
모든 사람이 이런 결과를 얻게 되는 되기를 기대합니다.
저와 저희 연구진이 개발한
초기 암을 빨리 진단할 수 있는 나노 단위 생체지표 분리 기술로
저는 향후 10년 이내에
이러한 기술이 가능해져서
우리의 친구와 가족, 미래 세대를 도울 수 있을 거라 낙관합니다.
우리가 암에 걸릴 정도로 불행하더라도
이런 조기 경보가 강력한 희망의 등불이 될 것입니다
감사합니다.
(박수)
"Jij
hebt
kanker."
Ongeveer 40 procent van ons gaat dit te horen krijgen tijdens hun leven
en de helft ervan zal het niet overleven.
Dit betekent dat twee van de vijf van je beste vrienden en familie
wordt gediagnosticeerd met een vorm van kanker,
en één zal eraan sterven.
Afgezien van de fysieke problemen
zal ongeveer een derde van de kankeroverlevers hier in de USA
in de schulden geraken.
Ze maken meer dan dubbel kans op een faillissement
dan mensen zonder kanker.
Deze ziekte beheerst je hele leven.
Ze is emotioneel uitputtend
en voor velen
een financiële ramp.
Maar een diagnose van kanker hoeft geen doodvonnis te zijn.
De kanker vroeg opsporen,
dichter bij zijn ontstaan,
is een van de essentiële factoren voor betere behandelingsopties,
het verminderen van het emotionele impact
en het minimaliseren van de financiële lasten.
Nog belangrijker is
dat het vroeg vinden van kanker --
een van de belangrijkste doelstellingen van mijn onderzoek --
je kansen op overleving sterk verbetert.
Als we alleen al naar bijvoorbeeld borstkanker kijken,
dan zien we dat wie in de eerste fase is gediagnosticeerd en behandeld
over een periode van vijf jaar een overlevingskans van bijna 100% heeft.
Dat daalt tot slechts 22% als ze behandeld worden in fase vier.
Soortgelijke trends worden gevonden voor colorectale en eierstokkanker.
We weten dat een vroege accurate diagnose
van cruciaal belang is om te overleven.
Maar veel diagnostische methodes voor kanker zijn invasief,
duur,
vaak onnauwkeurig
en het kan erg lang duren voor je de resultaten krijgt.
Erger nog, voor sommige soorten kanker
zoals eierstokkanker, lever- en alvleesklierkanker,
bestaan simpelweg geen goede screeningmethoden,
wat betekent dat mensen vaak wachten tot er lichamelijke klachten opduiken,
die zelf al tekenen zijn van een latere fase.
Net zoals een tornado ergens onverwacht kan toeslaan,
bestaat er geen vroeg alarmsysteem.
Je krijgt pas een verwittiging
als het gevaar er al is,
wanneer je kansen op overleving sterk verminderd zijn.
Als er gemakkelijke en toegankelijke screeningopties zouden bestaan
en ze betaalbaar en niet-invasief zouden zijn,
zou dat veel sneller resultaten opleveren.
Dat zou ons een geducht wapen in de strijd tegen kanker geven.
Een vroege waarschuwing zou ons helpen om de ziekte voor te blijven
in plaats van door haar op sleeptouw te worden genomen.
Dat is precies wat ik heb gedaan.
In de afgelopen drie jaar heb ik technologieën ontwikkeld
die clinici uiteindelijk kunnen helpen
om kanker snel in een vroeg stadium te diagnosticeren.
Ik werd gemotiveerd door een diepgaande wetenschappelijke nieuwsgierigheid
en een passie om deze statistieken te wijzigen.
Vorig jaar echter
werd deze strijd veel persoonlijker
toen bij mijn vrouw borstkanker werd vastgesteld.
Het was een ervaring die een sterke en onverwachte emotionele dimensie
toevoegde aan deze inspanningen.
Ik weet nu uit de eerste hand
welke impact die behandeling op je leven kan hebben,
en ik ben me er scherp van bewust welke emotionele ravage
die kanker in een gezin kan aanrichten,
in ons geval ook voor onze twee jonge dochters.
Omdat we het vroeg ontdekten door een routine-mammogram,
konden we ons vooral richten op de behandelingopties
voor de gelokaliseerde tumor,
wat weer eens aantoonde hoe belangrijk een vroege diagnose is.
In tegenstelling tot andere vormen van kanker,
bieden mammogrammen een screeningoptie voor een vroeg stadium van borstkanker.
Toch doet niet iedereen dat
of ze kunnen borstkanker ontwikkelen
vóór de aanbeveling voor een mammogram in de middelbare leeftijd.
Er is dus nog veel ruimte voor verbetering,
zelfs voor kankers met screeningopties,
en natuurlijk met aanzienlijke voordelen voor die zonder die opties.
Een belangrijke uitdaging is dan voor kankeronderzoekers
om methoden te ontwikkelen die regelmatige screening op vele soorten kanker
veel toegankelijker maken.
Stelt u zich een scenario voor waar tijdens je regelmatige controle,
je arts een eenvoudig, niet-invasief urinemonster kan nemen,
of een andere vloeistofbiopsie,
en je de resultaten kan presenteren zelfs voordat je de spreekkamer verlaat.
Een dergelijke technologie kan drastisch het aantal mensen verminderen
die door het net van de diagnose van een vroeg stadium van kanker glippen.
Mijn onderzoeksteam van ingenieurs en biochemici
werkt aan precies deze uitdaging.
We werken aan manieren om regelmatig
een kankeralarm in een vroeg stadium te activeren
door regelmatige screenings terwijl men nog gezond is
zodat kanker in een vroeg stadium kan worden gestopt,
voordat hij uit de kinderschoenen is.
Het wondermiddel hiervoor zijn kleine blaasjes,
kleine pakketjes die constant door cellen worden afgegeven
en exosomen worden genoemd.
Exosomen zijn belangrijke biomarkers.
Ze vormen een vroegtijdig waarschuwingssysteem
voor de ontwikkeling van kanker.
Hun overvloedige aanwezigheid in zowat elke lichaamsvloeistof,
met inbegrip van bloed, urine en speeksel,
maakt ze zeer interessant voor niet-invasieve vloeibare biopsieën.
Er is maar één probleem.
Een geautomatiseerd systeem voor het snel sorteren van deze belangrijke biomarkers
is momenteel niet beschikbaar.
Wij hebben een technologie gecreëerd die we nano-DLD noemden
en die net dat kan doen:
geautomatiseerde exosoom-isolatie
voor een snelle diagnostiek van kanker.
Exosomen zijn het nieuwste vroegtijdig waarschuwingssysteem
op het front van de vloeistofbiopsie, zou je kunnen zeggen.
En ze zijn klein, heel klein.
Zij hebben een diameter van slechts 30 tot 150 nanometer.
Dat is klein,
ongeveer één miljoen keer kleiner dan een enkele rode bloedcel.
Dat is ongeveer het verschil tussen een golfbal
en een korreltje zand.
Ooit werden ze beschouwd als kleine pakjes ongewenst celafval.
Nu blijkt dat cellen daadwerkelijk communiceren
door het produceren en absorberen van deze exosomen.
Ze dragen oppervlaktereceptoren,
eiwitten en ander genetisch materiaal verzameld uit hun cel van herkomst.
Na absorptie door een naburige cel
geven exosomen hun inhoud af in de ontvangende cel
en brengen fundamentele veranderingen in genexpressie teweeg --
sommige goed,
maar bij kanker
ook slechte.
Omdat ze met het materiaal van de moedercel zijn bekleed,
en wat van haar omgeving meedragen,
bieden ze een genetische momentopname
van de gezondheid van die cel en de herkomst ervan.
Al deze eigenschappen maken exosomen tot waardevolle boodschappers
waardoor artsen
je gezondheid op cellulair niveau in de gaten zouden kunnen houden.
Om kanker vroeg te kunnen vangen,
moet je deze berichten echter vaak onderscheppen
om te bepalen wanneer kankerverwekkende onruststokers in je lichaam
een staatsgreep willen gaan plegen.
Daarom is regelmatige screening zo belangrijk
en waarom we technologieën ontwikkelen om dit mogelijk te maken.
Terwijl de eerste op exosomen gebaseerde diagnostiek dit jaar al op de markt kwam,
maakt het nog geen deel uit van de reguliere gezondheidszorg.
Naast hun recente opkomst,
beperkt nog een andere factor hun brede invoering,
namelijk dat momenteel geen geautomatiseerd systeem
voor exosoom-isolatie bestaat
om regelmatige screening economisch haalbaar te maken.
De huidige goudstandaard voor exosoom-isolatie
omvat ultracentrifugatie,
een proces dat dure laboratoriumapparatuur vereist,
alsook getrainde laboranten
en ongeveer 30 uur tijd om een monster te verwerken.
Wij hebben een andere aanpak gevonden voor geautomatiseerde exosoom-isolatie
uit bijvoorbeeld een urinemonster.
We maken gebruik van een chip-gebaseerde, continue-stroom-scheidingstechniek
die 'deterministische laterale verplaatsing' heet.
We deden het
zoals de halfgeleiderindustrie het de afgelopen 50 jaar zo succesvol deed.
We verkleinden de afmetingen van deze technologie
van microschaal tot echte nanoschaal.
Hoe werkt het nu?
In een notendop:
een verzameling van kleine pijlers gescheiden door nanoscopische spleten
zodanig aangebracht
dat het systeem de vloeistof in stroomlijnen verdeelt,
waarbij de grotere kankergerelateerde nanodeeltjes
door een proces van omleiding
van de kleinere, gezondere gescheiden worden.
Deze kunnen dan
in een soort zigzagbeweging rond de pijlers bewegen
in de richting van de vloeistofstroming.
Het nettoresultaat is
een volledige scheiding van deze twee deeltjespopulaties.
Je kunt dit scheidingsproces visualiseren
als verkeer op een weg die in twee wegen splitst,
met een weg die door een lage tunnel onder een berg loopt
en de andere die eromheen gaat.
Kleinere auto's kunnen door de tunnel gaan
terwijl de grotere vrachtwagens met potentieel gevaarlijk materiaal,
worden gedwongen om de omleidingsroute te nemen.
Het verkeer wordt effectief gescheiden naar omvang en inhoud
zonder de doorstroming te belemmeren.
Dit is precies hoe ons systeem werkt op een veel, veel kleinere schaal.
Het idee is dat het scheidingsproces voor screening
zo simpel kan zijn als het verwerken van een monster urine, bloed of speeksel.
Dat wordt mogelijk de komende jaren.
Uiteindelijk kan het worden gebruikt
voor het isoleren en detecteren van doel-exosomen
geassocieerd met een bepaald type kanker,
waardoor de aanwezigheid ervan binnen enkele minuten
kan worden vastgesteld en gerapporteerd.
Dit zou een snelle diagnose vrijwel pijnloos maken.
In grote lijnen opent de mogelijkheid
om biomarkers te scheiden en te verrijken
met nanoschaalprecisie op een geautomatiseerde manier,
de deur naar een beter begrip van ziekten zoals kanker,
met toepassingen variërend van monstervoorbereiding tot diagnostiek
en van het monitoren van geneesmiddelresistentie tot therapieën.
Nog voordat mijn vrouw vocht met kanker,
droomde ik ervan om de automatisering van dit proces te vergemakkelijken --
regelmatige screening toegankelijker te maken,
ongeveer zoals Henry Ford de auto toegankelijk maakte
voor Jan Modaal
door de ontwikkeling van de lopende band.
Automatisering is de sleutel tot toegankelijkheid.
In de geest van de droom van Hoover --
"Een kip in elke pot en een auto in elke garage" --
ontwikkelen we nu een technologie
die uiteindelijk een detectiesysteem voor vroegtijdige waarschuwing van kanker
in elk huis kan brengen.
Dit zou elke man, vrouw en kind de mogelijkheid geven
regelmatig te worden getest terwijl ze nog gezond zijn,
om kanker in een vroeg stadium op te sporen.
Het is mijn hoop en droom
om mensen over de hele wereld te helpen de hoge kosten te voorkomen --
fysiek, financieel en emotioneel --
waarmee de huidige kankerpatiënten te maken krijgen,
problemen die ik maar al te goed ken.
Ik ben ook blij te kunnen melden dat,
omdat we de kanker bij mijn vrouw vroeg konden opsporen,
haar behandeling succesvol was
en ze is nu, gelukkig, vrij van kanker.
(Applaus)
Het is een resultaat dat ik voor iedereen
met een diagnose van kanker zou willen zien.
Met het werk dat mijn team al heeft gedaan
over de scheiding van biomarkers op nanoschaal
voor een snelle diagnostiek van kanker in een vroeg stadium,
ben ik optimistisch dat binnen de komende tien jaar,
dit soort technologie beschikbaar zal zijn
om onze vrienden, onze familie en toekomstige generaties te beschermen.
Zelfs als we de pech hebben om te worden gediagnosticeerd met kanker
zal dat alarm in een vroeg stadium een sterk baken van hoop bieden.
Dank je.
(Applaus)
"Você tem cancro."
Cerca de 40% de todos nós vamos ouvir estas três palavras durante a nossa vida,
e metade não vai sobreviver.
Isto significa que dois de cinco dos nossos amigos ou familiares
vão ser diagnosticados com alguma forma de cancro,
e um deles vai morrer.
Para além das provações físicas,
cerca de um terço dos sobreviventes de cancro nos EUA
irá contrair dívidas para o tratamento.
E é duas vezes e meia mais provável que declarem falência
do que quem não tem cancro.
Esta doença é disseminada.
Esgota emocionalmente
e, para muitos,
é destrutiva financeiramente.
Mas um diagnóstico de cancro não tem de ser uma sentença de morte.
Detetar o cancro cedo,
próximo da sua génese,
é um dos fatores críticos para melhorar as opções de tratamento,
reduzindo o impacto emocional
e minimizando o encargo financeiro.
E mais importante,
detetar o cancro cedo,
que é um dos objetivos primários da minha investigação,
aumenta muito as hipóteses de sobrevivência.
Se olharmos para o caso do cancro da mama, por exemplo,
percebemos que quem é diagnosticado e tratado no estágio um
tem um rácio de sobrevivência de 5 anos de quase 100%
— a percentagem desce para 22% se tratados no estágio quatro.
Encontramos a mesma tendência nos cancros do cólon e dos ovários
Todos temos consciência de que um diagnóstico precoce
é fundamental para a sobrevivência.
O problema é que muitas das ferramentas de diagnóstico são invasivas,
caras,
muitas vezes imprecisas
e pode demorar muito tempo até se saber os resultados.
Pior ainda, para algumas formas de cancro,
como dos ovários, do fígado ou do pâncreas,
não existem bons métodos de rastreio,
o que significa que muitas pessoas esperam que surja algum sintoma físico,
que são por si só indicadores de estágios avançados.
É como um tornado sem um sistema de aviso prévio,
não existe nenhum alarme que avise
para o perigo que se aproxima
quando as hipóteses de sobreviver já são poucas.
Ter a conveniência de opções de acesso a rastreios regulares
que sejam económicas, não invasivas e mais rápidas a dar os resultados,
poderia dar-nos uma arma formidável na luta contra o cancro.
Um aviso prévio poderia dar-nos um avanço em relação à doença
ao invés de apenas seguir o seu despertar implacável.
É exatamente isso que temos feito.
Nos últimos três anos, tenho vindo a desenvolver tecnologias
que poderão ajudar os médicos
com diagnósticos rápidos nos primeiros estágios de cancro.
Tenho sido alimentado por uma curiosidade cientifica profunda,
e uma paixão para inverter estas estatísticas.
No ano passado, no entanto,
a luta tornou-se muito mais pessoal.
A minha esposa foi diagnosticada com cancro da mama.
Uma experiência que trouxe uma forte e inesperada dimensão emocional
aos meus esforços.
Eu sei em primeira mão como os tratamentos podem alterar uma vida,
e estou bem ciente do caos emocional
que o cancro pode causar numa família,
que, no nosso caso, inclui as nossas duas filhas.
Como foi descoberto cedo numa mamografia de rotina,
pudemos focar-nos nas opções de tratamento
para o tumor localizado,
o que prova o quão importante é um diagnóstico precoce.
Ao contrário de outras formas de cancro,
a mamografia oferece um rastreio precoce para o cancro da mama.
No entanto, nem toda a gente a faz,
ou desenvolve cancro da mama
antes da idade média recomendada para fazer uma mamografia.
Há ainda muito para se melhorar,
mesmo nos cancros que têm opções de rastreio,
e, claro, benefícios consideráveis para os que não têm.
Um desafio vital para os investigadores
é desenvolver métodos
para tornar mais acessíveis
rastreios regulares a muitos tipos de cancro
Imaginem um cenário em que, durante o vosso "check-up" habitual,
o médico pode tirar uma amostra simples e não invasiva de urina,
ou outra biópsia líquida,
e apresentar-vos o resultado ainda antes de sair do consultório.
Tal tecnologia poderia reduzir drasticamente o número de pessoas
cujo diagnóstico do cancro não é feito num estágio inicial.
A minha equipa de engenheiros e bioquímicos
está a trabalhar neste desafio.
Estamos a trabalhar em formas de ativar um alarme de cancro em fase inicial
ao possibilitar rastreios regulares enquanto a pessoa é saudável
para que possam ser tomadas medidas para parar o cancro
assim que este emerge e antes que evolua para lá da sua infância.
A solução neste caso são pequenas vesiculas,
pequenas cápsulas, por norma protegidas por células chamadas exossomas.
Os exossomas são importantes marcadores biológicos
que funcionam como um sistema de alarme para o desenvolvimento do cancro.
E uma vez que são abundantes em todos os fluídos corporais,
incluído o sangue, a urina e a saliva,
são excelentes para fazer biópsias líquidas e não invasivas.
Há só um problema.
Não está disponível um sistema automático
para separar rapidamente estes marcadores biológicos.
Criámos uma tecnologia a que chamámos de nano-DLD
que é capaz de fazer precisamente isto:
isolamento automático de exossomas
para auxiliar diagnósticos rápidos de cancro.
Os exossomas são a nova arma de pré-aviso, se quiserem.
a surgir na linha da frente das biópsias líquidas.
E são muito pequenos.
Medem entre 30 a 150 nanómetros de diâmetro.
São tão pequenos
que cerca de um milhão cabe num único glóbulo vermelho.
É mais ou menos a diferença entre uma bola de golfe
e um grão de areia.
Pensava-se que eram pequenos depósitos de desperdício celular,
mas descobriu-se que as células comunicam
ao produzir e ao absorver estes exossomas
que contêm recetores de superfície,
proteínas e outro material genético recolhido da sua célula de origem.
Ao serem absorvidos por uma célula vizinha,
os exossomas libertam o seu conteúdo na célula recetora,
e podem pôr em marcha mudanças fundamentais na expressão genética
algumas boas,
— e é aqui que o cancro surge —
outras más.
Uma vez que estão camuflados com o material da célula mãe,
e contêm uma amostra do seu ambiente,
fornecem uma foto genética da saúde e origem dessa célula.
Todas estas qualidade fazem dos exossomas mensageiros inestimáveis
que potencialmente permitem aos médicos
auscultar a nossa saúde ao nível celular.
No entanto, para detetar cedo o cancro,
temos de intercetar estas mensagens frequentemente
para determinar quando os agentes cancerígenos no nosso corpo
decidem iniciar um motim
e é por isso que os rastreios regulares são tão importantes
e estamos a criar tecnologia para os tornar possíveis.
O primeiro diagnóstico à base de exossomas surgiu no mercado este ano,
mas não faz parte das opções dos planos de saúde gerais.
Para além do seu aparecimento recente,
outro fator que limita a sua adoção em massa
é que, atualmente, não existe nenhum sistema automático para isolar exossomas
para tornar os rastreios regulares economicamente acessíveis.
A norma de ouro atual para a isolação de exossomas
inclui ultracentrifugação,
um processo que requer equipamento de laboratório dispendioso,
um técnico de laboratório
e cerca de 30 horas para processar uma amostra.
Encontrámos uma abordagem diferente para alcançar o isolamento de exossomas
de uma amostra como a urina.
Usamos uma técnica de separação à base de um fluxo contínuo
chamada deslocação lateral determinística.
E conseguimos com isso
o que a indústria de semicondutores tem feito tão bem nos últimos 50 anos.
Diminuímos as dimensões desta tecnologia
de uma micro escala para a verdadeira nano escala.
Como é que isso funciona?
Resumidamente,
um conjunto de minúsculos pilares separados por espaços nanoscópicos
são dispostos de forma
a que o sistema divida o fluido em várias direções,
assim as nanopartículas maiores do cancro são separadas
com um processo de redirecionamento das mais pequenas e saudáveis ,
que, em contraste,
movem-se em ziguezague à volta dos pilares
na direção em que o fluido flui.
O resultado é uma separação completa destes dois tipos de partículas.
Podem visualizar este processo de separação
semelhante ao tráfego na autoestrada que se divide em duas estradas,
uma que passa num túnel através da montanha,
e outra que passa à volta dela.
Aqui, os carros mais pequenos passam pelo túnel
os camiões, que carregam materiais potencialmente perigosos,
são forçados a ir pelo desvio.
O tráfego é efetivamente separado por tamanho e conteúdo
sem impedir o seu fluxo.
E é assim que o nosso sistema funciona, numa escala muito mais pequena.
A ideia é que o processo de separação para rastreios
seja tão simples como processar uma amostra de urina, sangue ou saliva,
e está perto de o ser, nos próximos anos.
Por fim, poderá ser usado para isolar e detetar os exossomas alvo,
associados a um tipo particular de cancro,
detetando e informando a sua presença em minutos.
Isto tornará um diagnóstico rápido virtualmente indolor.
De uma forma geral,
a capacidade para separar e enriquecer marcadores biológicos
com precisão à nanoescala automatizada,
abre a porta para entender melhor doenças como o cancro,
com aplicações desde a preparação de amostras para diagnóstico,
de monitorização de resistência de fármacos até à terapia.
Mesmo antes da luta da minha esposa com o cancro,
era um sonho meu facilitar a automatização deste processo
— tornar mais acessíveis os rastreios regulares ,
da mesma forma que Henry Ford tornou o automóvel mais acessível
à população em geral
através da criação de uma linha de montagem.
A automatização é a chave para a acessibilidade.
No espírito do sonho de Hoover
— "um frango em cada panela e um carro em cada garagem" —
estamos a criar uma tecnologia
que pode colocar um sistema de deteção precoce de cancro
em cada casa.
O que permitirá a cada homem, mulher e criança
a oportunidade de serem regularmente testados enquanto são saudáveis,
detetando o cancro assim que ele surge.
É a minha esperança e sonho
ajudar pessoas em todo o mundo a evitar os altos custos
— físicos, financeiros e emocionais —
que os doentes de cancro enfrentam,
dificuldades que conheço muito bem.
Estou feliz por anunciar que, por termos detetado cedo o cancro da minha esposa,
o seu tratamento foi bem sucedido,
e ela está agora, felizmente, livre do cancro.
(Aplausos)
É o desfecho que gostaria que todos com diagnóstico de cancro tivessem.
Com o trabalho desenvolvido pela minha equipa
na separação de marcadores biológicos à nanoescala
para diagnósticos rápidos e nos primeiros estágios de cancro,
estou otimista que, na próxima década,
este tipo de tecnologia vai estar disponível,
ajudando a proteger os nossos amigos, família e futuras gerações.
Mesmo que tenhamos a infelicidade de ser diagnosticados com cancro,
esse alarme precoce vai ser um forte raio de esperança.
Obrigado.
(Aplausos)
"O que você tem é câncer."
Infelizmente, cerca de 40% de nós vão ouvir isso em algum momento da vida,
e metade não vai sobreviver.
Isso significa que dois em cada cinco de nossos amigos mais chegados e parentes
receberão o diagnóstico de algum tipo de câncer,
e um irá morrer.
Além das dificuldades físicas,
quase um terço daqueles que sobreviverem ao câncer aqui nos EUA
se endividarão com o tratamento
e terão pelo menos duas vezes e meia mais chance de declararem falência
do que pessoas sem câncer.
É uma doença devastadora, emocionalmente desgastante
e, para muitos, financeiramente destrutiva.
Mas o diagnóstico do câncer não precisa ser uma sentença de morte.
Descobri-lo logo, bem no início,
é um dos fatores cruciais para melhores opções de tratamento,
diminuindo o impacto emocional e minimizando dificuldades financeiras.
O mais importante é que descobrir o câncer cedo,
um dos principais objetivos da minha pesquisa,
aumenta muito as chances de sobrevivência.
Se analisarmos, por exemplo, o câncer de mama,
vemos que as pessoas diagnosticadas e tratadas no estágio 1
têm quase 100% de chance de viver mais cinco anos.
Essa taxa cai para apenas 22% se o paciente for tratado no estágio 4.
Tendências semelhantes ocorrem nos cânceres de ovário e colorretal.
Bem, todos sabemos que um diagnóstico precoce e preciso
é crucial pra sobrevivência dos pacientes.
O problema é que muitas ferramentas de diagnóstico do câncer são invasivas,
caras, geralmente imprecisas
e os resultados podem demorar angustiantemente pra sair.
O pior é que, em alguns tipos de câncer,
como o de ovário, de fígado ou de pâncreas,
exames eficazes de detecção simplesmente não existem,
o que significa que os pacientes têm de esperar até o surgimento dos sintomas,
que em si já são indicativos de um estágio avançado da doença.
Tal como um tornado atinge uma região que não tem sistema de alarme,
não há um alarme nesses casos, antes que o perigo já esteja à sua porta,
quando as chances de sobrevivência já estão bem reduzidas.
Ter a vantagem do acesso a opções regulares de exame
que sejam baratas, não invasivas e cujo resultado não demore muito a sair
nos proporcionaria uma ótima arma na luta contra o câncer.
Um alerta precoce permitiria que nos antecipássemos à doença
em vez de simplesmente remediar os sintomas depois que surgem.
É exatamente isso que venho fazendo.
Nos últimos três anos,
venho desenvolvendo tecnologias que finalmente auxiliariam os médicos
no diagnóstico rápido e em estágio inicial do câncer.
Fui impulsionado por uma profunda curiosidade científica
e por uma vontade de mudar essas estatísticas.
Porém, no ano passado, a luta ficou um pouco mais pessoal
quando minha mulher foi diagnosticada com câncer de mama.
Foi uma experiência que acrescentou
uma dimensão emocional forte e inesperada a todo esse empenho.
Sei bem como o tratamento pode abalar a vida dos envolvidos
e conheço muito bem o prejuízo emocional que o câncer pode causar numa família,
que, no nosso caso, incluía nossas duas filhas.
Como descobrimos o câncer cedo, numa mamografia de rotina,
pudemos focar primordialmente
as alternativas de tratamento contra o tumor em nível local,
o que só reitera o quanto é importante um diagnóstico precoce.
Diferentemente de outros tipos de câncer,
a mamografia é um exame que detecta o câncer de mama em estágio inicial.
Porém, nem todo mundo faz o exame,
ou acaba desenvolvendo a doença antes da idade média recomendada
para realizar a mamografia.
Assim, ainda há muito o que melhorar,
até nos tipos de câncer para os quais há exames,
e, claro, há benefícios consideráveis naqueles para os quais não há.
Um dos principais desafios para os pesquisadores da doença
é desenvolver métodos que tornem muito mais acessíveis
exames de rotina para diversos tipos de câncer
Imagine se, durante um checape de rotina,
seu médico colhesse uma amostra simples e não invasiva de urina,
ou outro fluido corporal,
e te mostrasse os resultados antes mesmo que você saísse do consultório.
Uma tecnologia assim poderia reduzir drasticamente o número de pessoas
que acabam não sendo diagnosticadas no estágio inicial do câncer.
Minha equipe de pesquisa, engenheiros e bioquímicos,
está trabalhando exatamente nisso.
Estamos tentando criar formas constantes de alerta pro câncer em estágio inicial,
possibilitando exames regulares que começariam com a pessoa ainda saudável
para que algo possa ser feito para deter o câncer assim ele aparecer,
antes que ele passe a estágios mais avançados.
O truque de mestre nesse caso são minúsculas bolhas,
pequenos casulos que são repelidos por células chamadas exossomas.
Exossomas são importantes biomarcadores
que funcionam como um sistema de alarme e detecção precoce do câncer.
Por serem abundantes em praticamente todos os fluidos corporais,
inclusive sangue, urina e saliva,
são extremamente visados em biópsias não invasivas de fluidos corporais.
Só há um problema:
um sistema automatizado para a triagem rápida desses biomarcadores
ainda não está disponível.
Nós criamos uma tecnologia que chamamos de nano-DLD
capaz de fazer exatamente isto:
o isolamento exossômico automatizado, permitindo o diagnóstico rápido do câncer.
Exossomas são as mais novas armas de alerta, digamos assim,
a surgir na área da biópsia de fluidos.
E são muito, muito pequenas.
Têm apenas de 30 a 50 nanômetros de diâmetro.
São tão pequenas
que poderíamos colocar quase 1 milhão delas numa única hemácia.
É quase a diferença entre uma bola de golfe
e um grão bem fino de areia.
Acreditava-se serem pequenos espaços para resíduo celular indesejado,
mas descobriu-se que as células na verdade se comunicam
produzindo e absorvendo exossomas
que contêm receptores na superfície,
proteínas e outros materiais genéticos oriundos de sua célula de origem.
Quando absorvidas por uma célula vizinha,
as exossomas liberam seu conteúdo dentro da célula recipiente,
o que pode dar início a mudanças fundamentais na expressão genética,
algumas boas e algumas ruins - e é aí que o câncer aparece.
Por estarem cobertas pelo material da célula-mãe
e conterem uma amostra de seu ambiente,
elas fornecem uma pista genética da saúde e da origem dessa célula.
Todas essas qualidades tornam as exossomas mensageiras inestimáveis
capazes de possibilitar que os médicos "bisbilhotem" nossa saúde a nível celular.
Mas, pra detectar precocemente o câncer,
é preciso interceptar frequentemente essas mensagens,
para determinar quando vilões causadores do câncer em seu corpo
decidem começar a se rebelar,
razão pela qual fazer exames regularmente é crucial,
e estamos desenvolvendo tecnologias para tornar isso possível.
Os primeiros diagnósticos com base em exossomas surgiram no mercado este ano,
mas ainda não são parte das opções disponíveis ao público em geral.
Além de seu surgimento recente,
outro fator que tem limitado sua ampla utilização
é que, atualmente, não há qualquer sistema automatizado de isolamento de exossoma
para tornar exames rotineiros economicamente acessíveis.
Um dos procedimentos-padrão atualmente para o isolamento de exossoma
é a ultracentrifugação,
processo que requer equipamentos caros de laboratório,
um técnico de laboratório
e cerca de 30 horas para que uma amostra seja processada.
Criamos uma abordagem diferente pro isolamento automatizado de exossomas
de uma amostra de urina.
Utilizamos uma técnica de separação de fluxo contínuo e baseada em chipe,
chamada de deslocamento lateral determinístico.
Fizemos com ela
o que a indústria de semicondutores fez com sucesso nos últimos 50 anos:
reduzimos as dimensões dessa tecnologia
da escala de mícrons à verdadeira escala nanométrica.
Como ela funciona?
De forma resumida,
uma série de colunas minúsculas separadas por espaços nanoscópicos
são organizadas de forma que o sistema divida o fluído em linhas,
separando as nanopartículas relacionadas ao câncer, que são maiores,
de partículas menores e mais saudáveis, num processo de redirecionamento,
e estas podem, por sua vez,
transitar pelos pilares num movimento de ziguezague
na direção do fluxo do fluido.
Isso resulta na total separação desses dois tipos de partículas.
É possível visualizar esse mesmo processo
no tráfego em uma avenida dividida em duas estradas,
uma delas passando por um túnel com pouca iluminação, sob uma montanha,
e a outra passando ao redor dela.
Aqui, carros menores podem passar pelo túnel
e carros maiores, carregando material potencialmente perigoso,
são forçados a pegar o outro caminho.
O tráfego é separado de forma eficaz por tamanho e tipo de carga,
sem que o fluxo seja atrapalhado.
É exatamente assim que nosso sistema faz, numa escala muito, muito menor.
A ideia é que o processo de separação em exames
possa ser tão simples quanto processar uma amostra de urina, sangue ou saliva,
o que será uma possibilidade nos próximos anos.
Por fim, poderia ser usado para isolar e detectar exossomas-alvo
associados a um tipo específico de câncer,
detectando e sinalizando sua presença em minutos.
Isso tornaria os diagnósticos rápidos praticamente indolores.
Num sentido mais amplo,
a capacidade de separar e melhorar os biomarcadores
com precisão nanométrica e de forma automatizada
possibilita um melhor entendimento de doenças como o câncer,
com aplicações que vão da preparação de amostras a diagnósticos,
e do monitoramento de resistência a medicamentos à terapêutica.
Mesmo antes do câncer da minha esposa,
meu sonho era facilitar a automatização desse processo,
tornar mais acessíveis os exames regulares,
tal como Henry Ford tornou o automóvel acessível ao público em geral
através do desenvolvimento da linha de montagem.
A automatização é a chave para a acessibilidade.
Assim como no sonho de Hoover,
"comida no prato de todos e um carro na garagem de todos",
estamos criando uma tecnologia que poderia enfim
dar início a um sistema de detecção precoce do câncer,
acessível a todos.
Isso daria a homens, mulheres e crianças
a oportunidade de serem examinados regularmente, enquanto ainda saudáveis,
detectando o câncer assim que ele aparecer.
Minha esperança e meu sonho
são ajudar pessoas em todo o mundo a evitar altos custos,
físicos, financeiros e emocionais,
que os pacientes de câncer enfrentam atualmente,
dificuldades que conheço muito bem.
Também fico feliz em dizer que, como detectamos cedo o câncer da minha esposa,
o tratamento foi um sucesso e hoje, felizmente, ela está curada.
(Aplausos)
É um resultado que gostaria que todos com um diagnóstico de câncer tivessem.
Com o trabalho que a minha equipe já fez na separação de biomarcadores nanométricos
para diagnósticos rápidos de detecção precoce do câncer,
estou otimista de que, nos próximos dez anos,
esse tipo de tecnologia estará disponível,
ajudando a proteger nossos amigos, nossa família e as futuras gerações.
Mesmo se um dia tivermos o azar de um diagnóstico de câncer,
esse sistema de detecção precoce será uma grande luz no fim do túnel.
Obrigado.
(Aplausos)
„Ai cancer."
Din nefericire, 40% dintre noi vor auzi aceste cuvinte în timpul vieții,
iar jumătate nu vor supraviețui.
Asta înseamnă că doi din cinci dintre cei mai apropiați prieteni ai tăi
sau rude ale tale vor fi diagnosticați cu o formă de cancer,
iar unul va muri.
Pe lângă durerea fizică,
aproape o treime din supraviețuitorii din SUA
vor face datorii pentru a se trata.
Și au o probabilitate de două ori și jumătate de a falimenta
decât cei fără cancer.
Această boală e generalizată.
Te consumă emoțional,
și pe mulți îi distruge financiar.
Dar diagnosticarea cancerului nu trebuie să fie o sentință la moarte.
Depistarea cancerului în stadii inițiale,
apropiat de geneza sa,
e unul dintre factorii critici de îmbunătățire a opțiunilor terapeutice,
reducând astfel impactul emoțional
și minimizând pierderile financiare.
Și cel mai important,
diagnosticarea precoce --
unul dintre scopurile principale ale cercetării mele --
crește șansele de supraviețuire.
Dacă luăm în considerare cancerul de sân de exemplu,
aflăm că cele care sunt diagnosticate în primul stadiu
au un procent de supraviețuire la cinci ani de aproape 100% --
șanse care scad la doar 22% dacă e depistat în stadiul patru.
Același model îl au și cancerul colorectal sau ovarian.
Suntem cu toții conștienți că un diagnostic corect și precoce
e critic pentru supraviețuire.
Problema e că multe metode de diagnostic sunt invazive,
costisitoare,
deseori nespecifice
și pot avea nevoie de foarte mult timp pentru a primi rezultatele.
Și mai rău, când e vorba de unele forme de cancer,
ca cel ovarian, hepatic sau pancreatic,
nu există metode bune de screening,
însemnând că oamenii așteaptă până când boala se manifestă simptomatic,
ce e deja indicatorul unui stadiu avansat.
Ca atunci când o tornadă lovește o zonă fără un sistem de avertizare,
nu avem niciun semnal de alarmă
pentru pericolul ce ne așteaptă,
iar când ne dăm seama, șansele de supraviețuire scad dramatic.
Să ai acces cu ușurință la opțiuni de screening
care sunt ieftine, noninvazive și pot oferi rapid un rezultat,
ne pot oferi o armă formidabilă în lupta împotriva cancerului.
O avertizare precoce ne va permite să depășim boala,
în loc să o urmărim după ce aceasta s-a trezit.
Și asta e exact ceea ce am făcut noi.
În ultimii trei ani am dezvoltat tehnologia
ce poate ajuta clinicienii
să diagnosticheze rapid și în stadii precoce.
Am fost motivați de o curiozitate științifică produndă
și de pasiunea de a schimba aceste statistici.
Anul trecut,
această luptă a devenit personală
când soția mea a fost diagnosticată cu cancer de sân.
A fost o experiență ce a adăugat o puternică
și neașteptată dimensiune emoțională acestor eforturi.
Știu din propria experiență cum îți afectează viața acest tratament
și sunt conștient de devastarea emoțională
cauzată de cancer unei familii,
familie alcătuită în cazul nostru și din două fiice.
Deoarece a fost diagnosticată precoce printr-o mamogramă de rutină,
am putut să ne concentrăm în principal pe opțiunile terapeutice
pentru tumora localizată,
demonstrându-mi iarăși cât de important e un diagnostic precoce.
Spre deosebire de alte cancere,
mamogramele oferă o metodă precoce de diagnostic pentru cancerul de sân.
Totuși, nu toată lumea o face,
sau pot dezvolta cancer de sân
înainte de vârsta recomandată pentru a face o mamogramă.
Deci mai avem destul loc pentru îmbunătățiri,
chiar și pentru cancerele ce au metode de screening
și, desigur, beneficii considerabile pentru cele care nu au.
O provocare pentru cercetarea din domeniul cancerului
e să dezvolte metode de diagnostic,
pentru o gamă largă de cancere,
mult mai accesibile.
Imaginați-vă un scenariu în care în timpul controlului medical periodic
medicul poate lua o probă de urină,
sau altă probă lichidă
și să îți spună rezultatele înainte să pleci din cabinet.
O asemenea tehnologie ar putea reduce semnificativ numărul de oameni
ce nu sunt detectați prin metodele clasice de screening.
Echipa mea de cercetare formată din ingineri și biochimiști
lucrează la această provocare.
Căutăm o metodă de a activa o alarmă pentru depistarea precoce a cancerului
prin folosirea unor metode de screening atunci când persoanele sunt sănătoase,
astfel încât să putem interveni în momentul apariției cancerului
și înainte ca acesta să progreseze.
Glonțul de argint în acest caz sunt niște vezicule mici,
niște mici săculeți intracelulari denumiți exozomi.
Exozomii sunt niște biomarkeri importanți
ce oferă un sistem precoce de alarmă pentru dezvoltarea cancerului.
Și deoarece sunt prezenți în abundență în fiecare fluid al corpului,
inclusiv în sânge, urină și salivă,
sunt foarte atractivi pentru biopsii lichidiene noninvazive.
Dar mai e o problemă.
Un sistem automat pentru sortarea acestor importanți biomarkeri
nu e disponibil momentan.
Am creat o tehnologie pe care o denumim nano-DLD
ce e capabilă să facă următorul lucru:
să izoleze automat exozomii
pentru a ajuta în diagnosticarea rapidă a cancerului.
Exozomii sunt cea mai nouă și precoce alarmă
descoperită pe frontul biopsiilor lichidiene.
Și sunt foarte, foarte mici.
Au între 30 și 150 de nanometri în diamentru.
E atât de mic
încât ai putea pune un milion într-o singură celulă roșie de sânge.
E cât diferența dintre o minge de golf
și un grăunte de nisip.
S-a crezut inițial că sunt coșuri de gunoi pentru deșeurile celulare,
dar s-a aflat apoi că celulele comunică
producând și absorbind acești exozomi
ce au receptori de suprafață,
proteine și material genetic de la celula de origine.
Când e absorbit de o celulă vecină,
exozomul își eliberează conținutul în celula gazdă
și poate activa schimbări fundamentale ale exprimării genice,
unele bune,
aici încadrându-se și cancerul,
iar altele nocive.
Deoarece sunt îmbrăcați în materialul celulei mamă
și conține o mostră a mediului acesteia,
aceștea oferă o scurtă descriere a sănătății și a originii celulei.
Toate aceste calități transformă exozomii în mesageri neprețuiți
ce pot oferi medicilor
un indiciu asupra sănătății tale de la nivel celular.
Pentru a depista cancerul precoce
trebuie să interceptezi des aceste mesaje
pentru a determina când acești determinanți ai cancerului din corpul tău
decid să atace,
fapt pentru care screeningul e atât de important
și pentru care dezvoltăm tehnologia care să facă asta posibil.
Deoarece primul aparat de diagnostic bazat pe exozomi a apărut pe piață anul acesta,
încă nu face parte dintre opțiunile de bază din sănătate.
Pe lângă faptul că sunt recente,
un alt factor ce limitează adoptarea largă a acestora
e că în prezent nu există un sistem automat de izolare a exozomilor
pentru a face screeningul regulat rentabil economic.
Metoda gold standard pentru izolarea exozomilor
e ultracentrifugarea,
un proces ce necesită echipament de laborator scump,
personal instruit
și 30 de ore pentru a procesa o probă.
Noi am venit cu o nouă abordare pentru a izola automat exozomii
din probe precum urina.
Folosim o tehnică în flux continuu bazată pe un chip.
denumită deplasare laterală determinată.
Am făcut din aceasta
ceea ce industria semiconductorilor a făcut cu succes în ultimii 50 de ani.
Am micșorat dimensiunile acestei tehnologii
de la scara micro la cea nano.
Deci, cum funcționează?
Pe scurt,
mai multe coloane separate la câțiva nanometri
sunt aranjate într-un mod
astfel încât sistemul divide fluidul,
iar nanoparticulele ce au legătură cu cancerul sunt separate
printr-un proces de redirecționare față de cele mai mici și sănătoase,
care pot în schimb
să se miște printre coloane în formă de zigzag
în direcția de curgere a fluidului.
Rezultatul final e o separare completă a celor două tipuri de particule.
Puteți să vă imaginați acest proces
ca fiind o separare a traficului în două drumuri,
unul ce trece printr-un tunel pe sub munte,
iar alt drum ce ocolește muntele.
În acest caz mașinile mici pot trece prin tunel,
în timp ce camioanele mari ce transportă materiale periculoase
sunt obligate să ocolească.
Traficul e astfel separat în funcție de mărime și conținut
fără să fie afectat.
La fel funcționează și sistemul nostru, dar la o scară mult mai mică.
Ideea e ca acest proces de separare pentru screening
să fie la fel de simplu precum procesarea probelor de urină, sânge sau salivă,
ce e un obiectiv posibil în următorii ani.
Mai mult, ar putea fi folosit pentru izolarea și detectarea anumitor exozomi
asociați cu un tip specific de cancer,
determinând prezența acestora în câteva minute.
Asta ar putea face diagnosticul rapid lipsit de durere.
Pe larg vorbind,
abilitatea de a separa și concentra biomarkeri
cu o precizie nano, într-un mod automat,
deschide o ușă către o înțelegere mai bună a bolilor precum cancerul,
cu aplicații ce variază de la pregătirea probelor, la diagnostic
și de la monitorizarea rezistenței la tratament, la terapeutice.
Încă dinaintea diagnosticului soției mele,
visam să facilitez automatizarea acestui proces --
să fac screeningul regulat mai accesibil,
similar modului în care Henry Ford a făcut automobilul accesibil
populației generale
prin dezvoltarea unei linii de asamblare.
Automatizarea e cheia accesibilității.
Și în spiritul visului lui Hoover,
„o găină în fiecare oală și o mașină în fiecare garaj",
noi dezvoltăm o tehnologie
ce ar putea pune un sistem de avertizare precoce
în fiecare casă.
Asta ar permite fiecărui bărbat, femeie sau copil
oportunitatea să fie testați regulat cât timp sunt încă sănătoși,
detectând astfel cancerul în momentul apariției.
E speranța și visul meu
să ajut oamenii din toată lumea să evite costurile ridicate --
fizice, financiare și emoționale --
plătite de actualii pacienți oncologici,
greutate pe care eu o cunosc bine.
Sunt fericit să anunț că mulțumită depistării precoce a cancerului,
tratamentul soției mele a avut succes
și din fericire acum e vindecată.
(Aplauze)
E un rezultat pe care i-l doresc fiecărui pacient diagnosticat cu cancer.
Cu munca depusă deja de echipa mea
în separarea biomarkerilor nano
pentru diagnosticarea rapidă și precoce a cancerului,
sunt optimist că în următorul deceniu
acest tip de tehnologie va fi disponibil
și vă va proteja prietenii, familia și generațiile viitoare.
Chiar dacă suntem atât de ghinioniști și suntem diagnosticați cu cancer,
o alarmă în stadiul inițial ne va oferi multă speranță.
Mulțumesc!
(Aplauze)
«У вас рак».
К сожалению, примерно 40% из нас услышат эти слова в течение своей жизни,
и половина из них не выживет.
То есть у двоих из пяти ваших ближайших друзей и родственников
будет диагностирована та или иная форма рака,
и один из них умрёт.
Помимо физических страданий,
примерно треть из выживших после рака здесь, в США,
влезут в долги из-за лечения.
Среди них вероятность банкротства как минимум в 2,5 раза выше,
чем среди тех, у кого не было рака.
Эта болезнь влияет на все аспекты жизни.
Она эмоционально изнуряющая
и для многих
финансово разрушительная.
Но диагноз рака не должен быть смертным приговором.
Раннее обнаружение рака,
вскоре после его зарождения, —
один из важнейших факторов улучшения возможностей лечения,
снижения эмоциональной нагрузки
и уменьшения финансового бремени.
Что важнее всего,
раннее обнаружение рака —
а это одна из основных целей моего исследования —
значительно повышает шансы на выживание.
Если, например, взглянуть на этот случай рака груди,
видно, что у тех, у кого диагностика и лечение проведены на первой стадии,
коэффициент 5-летней выживаемости почти 100% —
и этот шанс снижается до всего 22%, если лечение начато на четвёртой стадии.
Схожие тенденции обнаруживают для рака прямой кишки и яичников.
Итак, мы знаем, что ранняя и точная диагностика
критически важна для выживания.
Проблема в том, что многие методы диагностики рака инвазивны,
дороги,
часто неточны
и могут требовать чудовищного количества времени для получения результатов.
Что ещё хуже, для некоторых форм рака,
таких как рак яичников, печени или поджелудочной железы,
хороших методов скрининга просто не существует,
то есть часто люди ждут, пока не проявятся физические симптомы,
которые служат показателями уже поздних стадий заболевания.
Это как ураган в местности, где нет системы раннего предупреждения:
отсутствует предостерегающий сигнал
об опасности, которая уже у вашего крыльца,
и ваши шансы на выживание сильно понижены.
Если бы у нас были удобные методы для регулярного скрининга —
недорогие, неинвазивные и дающие результаты намного быстрее —
то мы получили бы грозное оружие для борьбы с раком.
А ранее оповещение об опасности позволило бы опережать болезнь,
а не просто следовать за её неумолимым развитием.
Именно этим я и занимаюсь.
В течение последних 3 лет я разрабатываю технологии,
которые смогут помочь врачам
проводить быструю диагностику рака на ранних этапах.
Мною движет глубокая научная любознательность
и страстное желание изменить эту статистику.
Однако в последний год
борьба стала намного более личной,
когда у моей жены диагностировали рак груди.
Этот опыт добавил сильную и неожиданную эмоциональную окраску
моим попыткам.
Я по своему опыту знаю, насколько лечение может изменить образ жизни,
и я знаком с эмоциональным опустошением,
которое рак может вызвать в семье
и которое в нашем случае затронуло наших двух дочерей.
Поскольку мы обнаружили болезнь рано, с помощью рядовой маммограммы,
то смогли сфокусироваться на вариантах лечения
локализованной опухоли,
что ещё больше убедило меня в важности ранней диагностики.
В отличие от других форм рака,
рак груди действительно можно выявлять рано с помощью маммограммы.
Но не всем её делают,
или рак груди может развиться
до того возраста, когда рекомендуется делать маммограмму.
Так что возможностей для улучшений достаточно,
даже если для рака есть методы скрининга,
и, конечно же, если для рака таких методов нет.
Основная задача для исследователей рака —
разработать методы,
которые сделают регулярный скрининг на множество типов рака
намного более доступным.
Представьте, что во время регулярной проверки
врач сможет взять образец, не требующий проникновения в организм, —
образец мочи или биоптат другой жидкости —
и выдать вам результаты ещё до того как вы покинете его кабинет.
Такая технология могла бы резко сократить количество людей,
у которых рак не был выявлен на ранних стадиях.
Моя исследовательская команда инженеров и биохимиков
работает именно над этой задачей.
Мы работаем над методами повышения частоты раннего предупреждения об опасности рака
с помощью проведения регулярных скринингов с момента, когда человек ещё здоров,
чтобы можно было принять меры для остановки рака в момент его возникновения,
до того как опухоль начнёт прогрессировать.
Наши «серебряные пули» — это крошечные частицы,
маленькие спасательные капсулы, постоянно выделяемые клеткой, — экзосомы.
Экзосомы — важные биомаркеры,
обеспечивающие систему раннего предупреждения о развитии рака.
И поскольку их очень много практически в любой жидкости организма,
в том числе в крови, моче и слюне,
они весьма привлекательные объекты для неинвазивной биопсии жидкостей.
Есть только одна проблема.
Автоматизированной системы для быстрой сортировки этих важных биомаркеров
в настоящее время нет.
Мы создали технологию, которую называем nano-DLD
и которая может делать следующее:
автоматизированное выделение экзосом
для быстрой диагностики рака.
Экзосомы — новейшее оружие раннего предупреждения, если хотите,
которое появится на переднем крае биопсии жидкостей.
И они очень-очень маленькие.
Их диаметр всего 30–150 нанометров.
Это так мало,
что в один эритроцит может поместиться примерно миллион экзосом.
Это разница примерно как между мячиком для гольфа
и маленькой песчинкой.
Хотя считалось, что они представляют собой мини-ведёрки для отходов клетки,
было обнаружено, что клетки активно общаются,
выделяя и поглощая эти экзосомы,
которые содержат поверхностные рецепторы,
белки и другой генетический материал той клетки, в которой образовались.
После поглощения соседней клеткой
экзосомы высвобождают своё содержимое в принимающую клетку
и могут дать начало фундаментальным изменениям экспрессии генов —
иногда хорошим,
и вот здесь, где возникает рак,
плохим.
Поскольку они окружены мембраной материнской клетки
и содержат частицу её содержимого,
они дают генетический «снимок», отражающий здоровье и происхождение той клетки.
Все эти качества делают экзосомы бесценными источниками информации,
которые, возможно, позволят врачам
изучить ваше здоровье на клеточном уровне.
Однако, чтобы рано обнаружить рак,
вы должны часто улавливать эту информацию,
чтобы определить, когда вызывающие рак смутьяны в вашем организме
решат начать «государственный переворот»,
именно поэтому так важен регулярный скрининг,
и поэтому мы разрабатываем технологии, которые позволят его проводить.
Хотя первые методы диагностики на основе экзосом появились на рынке в этом году,
они ещё мало распространены в здравоохранении.
Помимо того, что они только появились,
их широкому распространению мешает ещё один фактор:
в настоящее время не существует системы автоматизированного выделения экзосом,
которая сделала бы регулярный скрининг экономически доступным.
Сегодняшний «золотой стандарт» для выделения экзосом
включает ультрацентрифугирование,
процесс, требующий дорогого лабораторного оборудования,
обученных лаборатнов
и примерно 30 часов для обработки образца.
Мы прибегли к другому подходу для автоматизации выделения экзосом
из таких образцов, как моча.
Мы используем основанную на чипах методику непрерывного разделения в потоке,
названную методикой детерминированного бокового смещения.
Нам удалось сделать с ней то,
что индустрия полупроводников успешно делала в течение последних 50 лет.
Мы уменьшили масштаб этой технологии
с микронного до истинного нанометрового.
Итак, как же она работает?
Вкратце,
множество крошечных столбиков, разделённых нанометровыми промежутками,
расположены таким образом,
что система делит жидкость на потоки,
при этом более крупные, связанные с раком, наночастицы отделяются
в результате перенаправления их в сторону от более мелких, «более здоровых»,
которые, в отличие от крупных частиц,
огибают столбики и двигаются зигзагообразно
в направлении потока жидкости.
В итоге происходит полное разделение частиц двух этих типов.
Этот процесс разделения можно представить себе
как движение по шоссе, которое разделяется на две дороги,
при этом одна дорога уходит в горный тоннель с малым запасом высоты,
а другая идёт в обход горы.
Здесь маленькие машины могут проходить через тоннель,
а большие грузовики, возможно, везущие опасные материалы,
вынуждены ехать по обходной дороге.
Поток машин эффективно разделяется по размеру и содержимому груза
без создания препятствий для этого потока.
И именно так работает наша система в гораздо меньших масштабах.
Идея состоит в том, чтобы процесс разделения для скрининга
был столь же прост, как обработка образца мочи, крови или слюны,
и этого реально достичь в течение следующих нескольких лет.
В конечном счёте это можно применять для выделения и обнаружения целевых экзосом,
связанных с определённым типом рака,
обнаруживая их и сообщая о них в течение нескольких минут.
Это сделает быструю диагностику фактически безболезненной.
В широком смысле
способность разделять и концентрировать биомаркеры
с наномасштабной точностью и в автоматическом режиме
открывает возможности для лучшего понимания таких болезней, как рак,
а применение может быть в диапазоне от подготовки образцов до диагностики
и от контроля устойчивости к препаратам до терапии.
Ещё до того как моя жена заболела раком,
я мечтал облегчить автоматизацию этого процесса,
чтобы сделать регулярный скрининг доступнее,
так же как Генри Форд сделал автомобиль доступным
широким слоям общества,
изобретя конвейерную сборку.
Автоматизация — ключ к доступности.
По аналогии с мечтой президента Гувера
«цыпленка в каждую кастрюлю и автомобиль в каждый гараж»,
мы разрабатываем технологию,
которая могла бы в конечном счёте снабдить системой раннего обнаружения рака
каждый дом.
Это дало бы каждому мужчине, женщине и ребёнку
возможность регулярно проводить проверку, пока они ещё здоровы,
и обнаруживать рак, когда он только-только появился.
На это я надеюсь и об этом мечтаю,
чтобы помочь людям во всём мире избежать высоких затрат —
физических, финансовых и эмоциональных —
с которыми сталкиваются раковые больные сегодня,
тех трудностей, с которыми я хорошо знаком сам.
Я также рад сообщить, что поскольку у моей жены рак обнаружили на раннем этапе,
её лечение было успешным,
и сейчас, слава богу, у неё нет рака.
(Аплодисменты)
Это тот исход, которого я желал бы всем, у кого диагностирован рак.
С учётом той работы, которую моя команда уже провела
в области разделения биомаркеров в наномасштабах
для быстрой ранней диагностики рака,
я оптимистично полагаю, что в течение десяти лет
технология такого типа станет доступной,
помогая защитить наших друзей, наши семьи и будущие поколения.
Даже если нам не повезло и у нас обнаружили рак,
раннее оповещение даст надежду на выздоровление.
Спасибо!
(Аплодисменты)
"Kansersiniz."
Ne yazık ki, yaklaşık yüzde 40'ımız yaşamının bir yerinde bu kelimeyi duyacak
ve yarısı hayatta kalmayacak.
Bu demek oluyor ki, yakın arkadaşlarınızın ve akrabalarınızın 5'te 2'sine
bir çeşit kanser teşhisi konulacaktır
ve onlardan birisi ölecektir.
Fiziksel zorluklardan öte,
burada, ABD'de kanserden hayatta kalanların üçte biri
tedavi için borca girecektir.
Onların iflaslarını açıklama ihtimali kanserli olmayanlardan
en az 2,5 kat daha fazla.
Bu hastalık yaygın.
Duygusal olarak çok yorucu
ve çoğu kişi için
finansal olarak yıkıcı.
Fakat kanser teşhisi ölüm cezası olmak zorunda değildir.
Kanseri erken, başlangıcına daha yakın,
teşhis etmek,
tedavi opsiyonlarını geliştirmek, duygusal etkilerini azaltmak
ve finansal yükü azaltmak için
en önemli faktörlerden biridir.
En önemlisi,
erken teşhis --
ki araştırmamın öncelikli amaçlarından biridir,
hayatta kalma ihtimalinizi
önemli ölçüde arttırır, örneğin sadece meme kanseri
vakalarına bakacak olursak safha 1'de tespit ve tedavi edilenlerin
5 yıl hayatta kalma oranını yaklaşık %100 olduğunu bulduk--
eğer 4. safhada tedavi edilirse bu ihtimal %22'ye düşüyor.
Benzer trendler kalın bağırsak ve yumurtalık kanserleri için de geçerli.
Şimdi, tam olarak doğru olan erken teşhisin hayatta kalmak için
kritik olduğunun hepimiz farkındayız.
Sorun birçok kanser teşhis aracının vücuda müdahale etmesi,
yüksek maliyetli,
sıklıkla yanlış olması
ve sonuç almak için acı veren uzun bir sürece neden olmasıdır.
Daha da kötüsü, yumurtalık, akciğer veya
pankreas kanseri gibi bazı kanser türlerine gelince
iyi bir tarama metodu basitçe yoktur,
bunun anlamı; insanlar genellikle fiziksel semptomlar su yüzüne çıkana kadar
bekler ki, bu semptomlar da ilerlemenin son safhasının işaretidir.
Aynı kasırganın erken uyarı olmadan vurması gibi,
uyarı için alarm yok,
çünkü yaşama ihtimaliniz büyük ölçüde azaldığında
tehlike kapınızdadır.
Uygun fiyatlı, vücuda müdahaleyi gerektirmeyen ve daha erken sonuç veren
düzenli tarama seçeneklerinin uygunluğu ve ulaşılabilirliğine sahip olmak
bize kansere karşı savaşta çok önemli bir silah sağlayacaktır.
Erken teşhis bize, sadece acımasız uyanışını takip etmek yerine
hastalığı daha başlangıcında def etme imkanı verecektir.
İşte bu tam olarak benim yaptığım şey.
Geçen üç yıl süresince, hızlı, erken safha kanser teşhisiyle
uzmanlara son derece iyi biçimde
yardımcı olabilecek teknolojileri geliştiriyorum.
Derin bilimsel merak ve bu istatistikleri değiştirmek için
büyük bir arzu ile doluyum.
Geçen yıl buna rağmen,
karıma meme kanseri teşhisi konulunca,
bu savaş daha fazla şahsi bir mesele oldu.
Bu çabalarıma güçlü ve beklenmeyen duygusal bir boyut katan
bir tecrübe oldu.
Tedavinin nasıl hayat değiştirebileceğini ilk elden biliyorum
ve kanserin ailede yaratabileceği duygusal çöküntünün
oldukça farkındayım ki bizim durumumuzda
iki genç kızım da bu duruma dahildi.
Kanseri rutin bir mamogram sırasında erken fark ettiğimiz için,
öncelikli olarak lokal tümör için tedavi opsiyonlarına
odaklanabildik.
Bu durum erken teşhisin ne kadar önemli olduğunu bana teyit etti.
Diğer türdeki kanserlerden
farklı olarak mamogram meme kanseri için erken tarama seçeneği sağlamaktadır.
Fakat, herkes bunu yatırmıyor,
veya meme kanseri orta yaşta
tavsiye edilen mamogramdan önce gelişebilir.
Hâlâ geliştirilmesi gereken birçok alan var,
hatta tarama seçeneği olan kanserler için bile
ve tabii ki olmayanlar için önemli birçok fayda.
Kanser araştırmacıları için en büyük zorluk
birçok kanser tipi için
düzenli taramayı daha ulaşılabilir yapan
metotları geliştirmektir.
Düzenli check-up yaptırdığınız bir senaryo düşünün;
doktorunuz basit iyi huylu idrar örneği veya başka bir sıvı biyopsisi
alabilir
ve hatta siz doktordan ayrılmadan önce sonuçları size sunabilir.
Bu tarz teknoloji erken teşhis olanağını kaçıran insan sayısını
önemli ölçüde azaltacaktır.
Mühendis ve biyokimyacılardan oluşan araştırma takımım
tam da bunun üzerinde çalışmaktadırlar.
İnsanlar, sağlıklı olduklarında başlayacak düzenli tarama imkânının sağlanmasıyla
sıklıkla erken safha kanser alarmını etkin kılacak sistem üzerine çalışıyoruz.
Bu sayede, kanseri durdurmak için başlangıç evresinde
ve bu evrenin ötesine ilerlemeden önce önlem alınabilir.
Bu durumda gümüş mermi küçük vizüküllerdir, küçük kaçış
boşlukları düzenli olarak eksozomlar olarak adlandırılan hücrelerle doldurulur.
Eksozomlar, kanserin gelişiminde erken uyarı sistemi
sağlayan önemli biyobelirteçlerdir
ve hemen hemen kan, idrar ve salya gibi
hemen hemen tüm vücut sıvılarında bulundukları için
vücuda müdahaleyi gerektirmeyen biyopsiler için oldukça etkilidirler.
Sadece bir problem var.
Bu önemli biyomarkerları sayan otonom sistem
şu an için mevcut değil.
Nano-DLD olarak tanımladığımız yeni teknoloji geliştiriyoruz,
bu teknoloji tam olarak şu imkâna sahip;
hızlı kanser teşhisine yardım için
eksozom izolasyonunu otomatikleştirilmesi.
Eğer istersen, sıvı biopsi önünde ortaya çıkması için
ekzozom en yeni erken uyarı silahıdır.
Ve gerçekten çok küçüklerdir.
30 ile 150 nanometre çapındadırlar.
O kadar küçükler ki
bunların bir milyonunu bir kırmızı kan hücresine yerleştirebilirsin.
Bu kabaca golf topu ile
kum tanesi arasındaki fark gibidir.
İstenmeyen hücresel atıklar için küçük kutular olduğu düşünüldüğünde
hücrelerin aslında, yüzey reseptörleri,
proteinleri ve hücrenin orijininden toplanan
diğer genetik materyalleri içeren eksozomları üreterek ve emerek
haberleştiği
bulundu.
Komşu hücre tarafından emildiğinde,
eksozomlar alıcı hücreye kendi kendi içeriklerini bırakır
ve gen ifadesinde köklü değişiklileri hareket geçirebilir--
kısmen iyi
ve bu kanserin içeri girdiği yer
kısmen kötü.
Ana hücrenin materyallerinin içine giydirildiği
ve kendi çevresinin örneğini içerdiği için
bunlar o hücrenin sağlığının ve kendi orijinin genetik snapshotını sağlar.
Tüm bu nitelikler eksozomları paha biçilmez haberciler yapar ki
potansiyel olarak fizikçilerin
sağlığınızı hücresel seviyede dinlemesine izin verir.
Buna rağmen, kanseri erkenden fark etmek için
vücudunuzdaki kansere sebep olan belanın ne zaman
darbe hazırlamaya başlayacağına karar verdiğini belirlemek için
sık sık bu mesajların yolunu kesmek zorundasınız,
ki bu düzenli kontrolün niçin kritik olduğunu
ve bizim neden bunu mümkün kılacak teknolojileri geliştirdiğimizi açıklar.
İlk eksozom tabanlı teşhis henüz bu yıl piyasada görünmesine rağmen,
bunlar hala sağlık seçeneğinin ana akımının parçası değildir.
Son zamanlarda ortaya çıkışlarına ilave olarak
yaygın olarak benimsemeyi kısıtlayan diğer bir faktör de şudur;
şu anda düzenli kontrolü ekonomik olarak mümkün kılmak için
otomatik eksozom izalasyon sistemi yoktur.
Eksozom izalasyonu için mevcut altın standart,
eğitimli laboratuvar teknisyeni
ve pahalı laboratuvar malzemesi
gerektiren ultrasantrifügasyonu ve
numuneyi işlemden geçirmek için yaklaşık 30 saatlik bir zamanı içerir.
İdrar gibi numunelerden otomatik izalasyonu başarmak için
değişik bir yaklaşım ortaya atıyoruz.
"Deterministik Yanal Yer Değiştirme" olarak adlandırılan
çip tabanlı, sürekli akışkan ayırma tekniğini kullanıyoruz.
Ve yarı iletken endüstrinin son 50 yılda başarıyla yaptığı
şeyle yapıyoruz.
Biz teknolojinin boyutlarını makro ölçekten
mikro ölçeğe küçültüyoruz.
Peki, bu nasıl çalışıyor?
Özetle,
nanoskopik boşluk vasıtasıyla ayrılmış bir takım sütunlar
şu şekilde düzenleniyor.
Sistem, daha fazla kanserle ilişkili, akış yönünde zikzak tipi
bir hareketle sütunların etrafında hareket edebilen
daha küçük ve sağlıklı olanından yeniden yönlendirilme
yoluyla ayrılan
nanoparçalıklar ile
sıvıyı akış yoluna bölebilir.
Kesin sonuç bu iki parçacığın tamamen ayrılmasıdır.
Bu ayırma işlemini, biri dağın altındaki dar açıklıklı tünele giden,
diğeri ise tünelin çevresinden geçeni iki ana yolun
yol ayrımındaki trafiğe benzer
bir şekilde gözümüzde canlandırabiliriz.
Burada, potansiyel tehlikeli madde taşıyan daha büyük kamyonlar
uzun yoldan gitmek zorunda iken
daha küçük arabalar tünelden gidebilirler.
Trafik, akışı engellenmeksizin, efektif olarak
büyüklük ve içeriğe göre ayrılır.
Ve işte bu bizim sistemimizin çok çok küçük ölçekte nasıl çalıştığıdır.
Burada ki fikir kontrol için ayırma işlemi
idrar, kan veya salya işlemi kadar basit olabilir,
ki bu önümüzdeki birkaç yıllık sürede gerçekleşecek ihtimaldir.
Eninde sonunda, bu belirli tipteki kanserle ilişkili hedef eksozomları
tespit ve izole etmek, onların varlığını algılamak ve rapor etmek
için kullanılabilecektir.
Bu nerdeyse ağrısız bir hızlı teşhis sağlayacaktır.
Genel olarak konuşursak,
otomatik olarak nano ölçekte hassaslıkla ile
biyomarkerları zenginleştirme ve ayırma kabiliyeti
numune hazırlığından teşhise
ve ilaç direncinin izlenmesinden terapiye kadar olan
uygulama süreciyle hastalığı daha iyi anlamak için kapı açılıyor.
Hatta eşimin kanserler olan nöbetinden önce,
Henry Ford'un montaj bandının gelişimiyle otomobili insanlar için ulaşılabilir
yaptığı gibi,
bu işlem sürecinin otomatikleştirilmesinin
kolaylaştırılması
benim hayalimdi.
Otomatikleştirme ulaşılabilirlik için anahtardır.
Ve Hoover'ın hayalinin özünde
"her tencerede piliç, her evde araba,"
her evde erken uyarı kanser tespit sistemi
eninde sonunda
yerini alacaktır.
Bu, tüm erkek, kadın ve çocuklara
hala sağlıklı iken düzenli olarak test olma
ve kanseri ilk belirdiği anda fark etme imkanı verecektir.
Benim umudum ve hayalim
dünyadaki insanlara
günümüzde kanser hastalarının karşılaştığı yüksek maliyet,
-- fiziksel, finansal ve duygusal-
ve benim için bilindik olan zorluklardan kaçınacak şekilde yardım etmek.
Şunu söylemekten dolayı çok mutluyum, çünkü eşimin kanserin erken fark ettik,
tedavisi çok başarılıydı
ve çok şükür şimdi kanser değil.
(Alkış)
Bu kanser teşhisi konulmuş herkes için görmeyi istediğim bir sonuç.
Benim takımımın hızlı ve erken evre kanser teşhisi için nano ölçek
biyobelirteçlerin ayrılması üzerine
henüz tamamladığı çalışmayla
önümüzdeki yıllar içresinde bu tür bir teknolojinin mümkün olacağı,
bizim arkadaşlarımızın, bizim ailemizin ve gelecek nesillerin korunmasına
yardım edeceği konusunda iyimserim.
Kanser teşhisi açısından şanssız olsak bile
erken evre alarmı kuvvetli umut ışığı sağlayacaktır.
Teşekkür ederim.
(Alkış)
"Ви хворі на рак".
На жаль, приблизно 40 відсотків з нас почує ці слова протягом життя,
і для половини це скінчиться летально.
Це означає, що двом з п'яти ваших найближчих друзів та родичів
поставлять діагноз рак,
і один із них не виживе.
Окрім психологічного тиску,
приблизно одна третина пацієнтів, які вилікувалися від раку в США,
матимуть борги за лікування.
Вони щонайменше у два з половиною рази частіше визнають себе банкрутами,
ніж ті, хто не хворів.
Ця хвороба повністю поглинає людину.
Вона емоційно виснажує
і багатьох
спустошує фінансово.
Але такий діагноз не має прирікати на смерть.
Діагностика на ранніх стадіях,
якомога ближче до початку,
є одним із вирішальних факторів вибору методу лікування,
що послаблює емоційний вплив
та скорочує витрати.
Найважливіше --
це рання діагностика,
яка є першочерговою метою мого дослідження
і яка значно збільшує шанси вижити.
Якщо ми розглянемо захворювання на рак молочної залози,
то побачимо, що при виявленні і початку лікування на першій стадії
рівень виживання протягом п'яти років становить близько 100 відсотків,
але шанси зменшуються лише до 22 відсотків на четвертій стадії.
Подібні тенденції простежуються при колоректальному раку та раку яєчників.
Тепер ми усвідомлюємо, що рання діагностика
вкрай необхідна для того, щоб вижити.
Проблема в тому, що методи діагностики інвазивні,
затратні,
часто неточні,
і потребують надзвичайно багато часу для отримання результатів.
Ситуація ще гірша, коли ми маємо справу з
раком яєчників, печінки або підшлункової залози,
для яких просто не існує хороших методів скринінгу,
отже, людина не знає про хворобу до прояву симптомів,
які вже свідчать про запущену стадію.
Це наче раптовий наліт смерчу без завчасного оповіщення,
без попередження про небезпеку,
про загрозу, яка вже на порозі, --
в такому випадку шанси на порятунок значно зменшуються.
Маючи можливість регулярного проведення скринінгу,
доступного, неінвазивного, який оперативно надає результат,
ми отримаємо потужну зброю у боротьбі з раком.
Вчасне попередження дасть нам змогу успішно подолати хворобу,
а не просто стежити за її безжалісним протіканням.
Це саме те, чим я займаюсь.
Протягом останніх трьох років я розробляю технології,
які нарешті зможуть допомогти лікарям
проводити своєчасну діагностику раку на ранніх стадіях.
Я керувався глибокою науковою цікавістю
та палким бажанням змінити цю статистику.
Проте минулого року
ця боротьба набула особистісного характеру -
у моєї дружини виявили рак молочної залози.
Це спричинило сильний та неочікуваний емоційний поштовх,
який вплинув на мою роботу.
З особистого досвіду я знаю, який ризик для життя становить лікування
і повністю усвідомлюю, як хвороба емоційно спустошує
всю родину,
а надто коли в ній - як у нашому випадку - є двоє маленьких донечок.
Ми виявили хворобу на ранній стадії під час планової маммограми
і змогли зосередитися, в першу чергу, на методах лікування
локальних пухлин,
що знову підкреслює важливість ранньої діагностики.
На відміну від діагностики інших форм раку,
маммограма дає можливість виявити рак молочної залози на ранній стадії.
Але не всі її проходять.
Також можливий розвиток хвороби
ще до досягнення середнього віку, рекомендованого для проведення маммограми.
Отже, багато що потрібно вдосконалити
як для тих форм раку, які надаються для скринінгу,
так - тим паче - для тих, які для нього не надаються.
Головне завдання дослідників раку -
розробка методів,
за допомогою яких скринінг різних форм раку стане
значно доступнішим.
Уявіть ситуацію, коли при проведенні планового огляду
лікар може взяти простий аналіз сечі
або біопсію іншої рідини
і видати вам результат одразу, поки ви знаходитесь в його кабінеті.
Така технологія значно скоротить кількість людей,
хвороба яких залишається невиявленою на ранній стадії.
Моя команда дослідників, інженерів та біохіміків
працює саме над цим завданням.
Ми розробляємо способи виявлення раку на ранніх стадіях
за допомогою скринінгів, які проводяться, коли людина здорова,
і дадуть змогу вживати заходів для зупинки розвитку раку при його зародженні,
не даючи йому перетнути ранню стадію розитку.
Чудодійним засобом тут є крихітні везикули, --
це маленькі пухирці, так звані екзосоми, які виділяються клітинами організму.
Екзсоми - важливі біомаркери,
які є завчасною системою оповіщення для попередження розвитку раку.
Оскільки вони розповсюджені у будь-якій рідині людського тіла --
у крові, сечі й лімфі,
їх зручно використовувати для неінвазивної біопсії.
Є тільки одна проблема.
Автоматична система швидкого сортування цих важливих біомаркерів
наразі нам не доступна.
Ми створили технологію нано-DLD,
яка повністю здатна
автоматично відокремлювати екзосоми,
надаючи можливість швидко поставити діагноз.
Екзосоми -- це найновіша зброя швидкого реагування
при проведенні біопсії рідини.
Вони дійсно дуже-дуже маленькі.
Їх розмір становить від 30 до 150 нанометрів в діаметрі.
Вони настількі крихітні,
що в еритроциті їх може поміститися близько мільйона.
Різниця - як між кулькою для гольфу
та піщинкою середнього розміру.
Вважалося, що вони є маленькими резервуарами для відходів клітин,
поки не з'ясували, що клітини насправді взаємодіють з ними,
утворюючи та поглинаючи екзосоми,
на поверхні яких розташовані рецептори,
що збирають білки та генетичний матеріал клітини, від якої вони утворились.
Коли екзосоми поглинає сусідня клітина,
вони переносять свій вміст у ту клітину
і в такий спосіб можуть запустити істотні зміни у вигляді гену -
іноді позитивні,
а у випадку виникнення раку -
негативні.
Оскільки вони знаходяться у материнській клітині
і містять її зразок,
вони несуть генетичний зразок здоров'я клітини та її походження.
Завдяки цьому екзосоми є безцінними провідниками,
які потенційно дають змогу лікарям
стежити за вашим здоров'ям на клітинному рівні.
Щоб виявити рак на ранній стадії,
ви маєте регулярно отримувати інформацію,
що дасть змогу виявити причини, які спричиняють хворобу у вашому тілі,
щоб вчасно дати відсіч,
ось чому регулярний скринінг надзвичайно потрібен,
і тому ми розробляємо технології, що дають цю можливість.
Коли цьогоріч поставили перший діагноз на основі дослідженні екзосом,
вони - екзосоми - ще не були одним із основних показників в системі охорони здоров'я.
Крім того, що вони з'явились нещодавно,
їх широке використання стримується
відсутністю автоматичної системи ізоляції екзосом,
яка зробить скринінг економічно доступним.
На сьогодні найвищий стандарт ізоляції екзосом
включає в себе центрифугування, --
процес, який потребує недешевого лабораторного обладнання,
технічної освіти персоналу
та приблизно 30 годин роботи над одним зразком.
Ми опановуємо різні шляхи розробки автоматичної ізоляції екзосом,
працюючи зі зразками сечі.
Ми використовуємо техніку безперервного розподілу потоку на основі мікросхем
під назвою детермінований бічний зсув.
І ми вже зробили те,
що напівпроводникова промисловість робила успішно протягом 50 років.
Ми скоротили розміри технології
зі шкали мікронів до шкали нано.
Отже, як це працює?
У кількох словах,
є набір крихітних стовпчиків, роз'єднаних наноскопічними проміжками,
які розташовані так,
що система розподіляє рідину на потоки,
в яких більші за розміром ракові наночастинки відділяються
від менших, здорових частинок, через процес перенаправлення.
Менші частинки можуть
кружляти навколо стовпчиків зигзагоподібними рухами,
підпорядковуючись потоку рідини.
Кінцевим результатом є повне відокремлення цих двох типів маленьких частинок.
Процес відокремлення можна уявити
як дорожній рух на трасі, яка розгалужується на два шляхи -
один веде до темного тунелю під горою,
а інший спрямовується в об'їзд.
Тут маленькі автомобілі можуть проїхати тунелем,
а більші вантажівки, які везуть потенційно небезпечний матеріал,
змушені об'їзджати.
Учасники руху ефективно розділяються за розміром та змістом
без затримки потоку.
Саме так працює наша система, але на набагато меншому рівні.
Ідея полягає у тому, що процес розподілу для скринінгу
має бути простий як процес роботи зі зразками сечі, крові або лімфи,
що є у коротокостроковій перспективі на декілька наступних років.
Зрештою, це може використовуватися для ізоляції і визначення цільових екзосом,
які взаємодіють з певною формою раку,
визначаючи їх та повідомляючи про наявність в лічені хвилини.
Це зробить швидке діагностування практично безболісним.
Взагалі,
можливість відокремлювати та збагачувати біомаркери
автоматизовано, дотримуючись точності на нанорівні,
відкриває шлях до кращого розуміння таких хвороб як рак,
від приготування зразків до діагностики,
від моніторингу стійкості і ліків до терапії.
Перед тим, як моя дружина захворіла на рак,
я мріяв про автоматизацію цього процесу
задля більшої доступності проведення регулярного скринінгу,
подібно до того, як Генрі Форд зробив автомобілі доступними
для різних верств населення,
впровадивши конвеєр.
Автоматизація - це ключ до доступності.
В дусі виборчого слогана Гувера -
"курча у кожній каструлі, автомобіль у кожному гаражі" -
ми розробляємо технологію,
яка, врешті, зможе слугувати для раннього виявлення раку
в кожному домі.
Це надасть кожному чоловіку, жінці й дитині
можливість регулярного тестування, коли вони здорові,
адже вони одразу отримають сигнал про перші прояви раку.
Це моя надія та мрія --
допомогти людям з усього світу уникнути втрат --
фізичних, фінансових та емоційних,
яких зазнають сьогодні хворі на рак.
Це тягар, з яким я добре знайомий.
Також я радий, оскільки рак у моєї дружини було виявлено на ранній стадії,
її лікування було успішне
і тепер, на щастя, вона здорова.
(Оплески)
Це той результат, який я хотів би бачити у кожного пацієнта, хворого на рак.
Дивлячись на роботу, виконану моєю командою
з відокремлення біомаркерів на нано-рівні
для швидкого дігностування раку на ранніх стадіях,
я оптимістично дивлюсь у наступні десять років,
коли ці технології стануть доступні
й допомогатимуть нашим друзям, родині і прийдешнім поколінням.
Якщо нам не пощастило з тим, що ми не застраховані від раку,
оповіщення на ранній стадії стане маяком надії для людей.
Дякую.
(Оплески)
"Bạn bị ung thư".
Thật đáng buồn, 40% trong số chúng ta sẽ nghe câu này trong đời,
và nửa đó sẽ không qua khỏi. Nghĩa là...
cứ 2 trong 5 bạn bè và người thân của bạn
bị chẩn đoán mắc một loại ung thư nào đó,
và một người sẽ chết.
Bên cạnh các đau đớn thể chất
khoảng 1 phần 3 số người sống sót sau ung thư tại nước Mĩ
rơi vào nợ nần vì chi phí chữa trị.
Và những người này có khả năng bị phá sản cao hơn 2.5 lần so với những
người không mắc ung thư.
Căn bệnh này là phổ biến.
Nó làm suy sụp cảm xúc
và, với nhiều người,
hủy diệt điều kiện tài chính.
Nhưng một chẩn đoán mắc ung thư không có nghĩa là một bản án tử.
Tìm thấy ung thư sớm,
khi nó mới bắt đầu,
là một yếu tố tối quan trọng để cải thiện các phương pháp điều trị,
giảm sự suy sụp tâm lí
và giảm thiểu gánh nặng tài chính.
Quan trọng nhất,
tìm ra ung thư sớm--
là một trong những một tiêu chính trong nghiên cứu của tôi--
để cải thiện nhiều khả năng sống sót của bạn.
Nếu chúng ta nhìn vào một ví dụ về ung thư vú,
ta thấy những người được chẩn đoán và chữa trị trong giai đoạn 1
có tỉ lệ sống sót trong 5 năm gần như là 100%--
tỉ lệ này giảm xuống chỉ còn 22% nếu chữa trị tại gian đoạn 4. Và có
xu hướng tương tự cho 2 loại ung thư: đại trực tràng và buồng trứng.
Bây giờ, chúng ta được biết rằng một sự chẩn đoán sớm và chính xác
là tối quan trọng để sống sót.
Vấn đề là nhiều công cụ chẩn đoán ung thư phải xâm nhập cơ thể,
đắt tiền,
thường không chính xác.
và chúng có thể mất nhiều thời gian để nhận được kết quả.
Tệ hơn, khi dùng cho 1 số loại ung thư,
như ung thư buồng trứng, gan hay tuyến tụy,
thì đơn giản là không có phương pháp sàng lọc tốt nào,
nghĩa là mọi người thường đợi đến khi có triệu chứng rõ ràng,
mà chúng lại là những dấu hiệu cho thấy bệnh đã ở giai đoạn cuối.
Như một cơn bão đổ bộ vào một khu vực mà không có hệ thống cảnh báo sớm,
không có dấu hiệu cảnh báo,
cho sự nguy hiểm ở ngay trước mắt bạn
khi khả năng sống sót của bạn bị giảm mạnh.
Có sự tiện lợi và khả năng tiếp cận các phương án sàng lọc thông thường
giá rẻ, không xâm lấn cơ thể và có thể cho kết quả sớm hơn,
điều này sẽ cho chúng ta một vũ khí lợi hại trong cuộc chiến với ung thư.
Một sự cảnh báo sớm sẽ cho phép chúng ta đi trước căn bệnh
thay vì chi theo dỗi diễn biến trỗi dậy của nó.
Đây chính xác là những gì tôi đang làm.
Trong 3 năm qua, tôi đã và đang phát triển các kĩ thuật
có thể hỗ trợ bác sĩ
với sự chẩn đoán ung thư sớm và thường xuyên.
Và tôi được tiếp sức bởi sự tò mò sâu sắc với khoa học,
và một niềm đam mê thay đổi các số liệu thống kê này.
Dù vậy, cuối năm trước,
cuộc chiến trở nên cá nhân hóa hơn
khi vợ tô bị chẩn đoán mắc ung thư vú.
Đó là một trải nghiệm đã thêm những cảm xúc mạnh mẽ và không mong muốn
vào những nỗ lực này.
Tôi tận mắt chứng kiến sự điều trị thay đổi cuộc sống như thế nào,
và tôi cảm nhận sâu sắc sự tàn phá cảm xúc
mà ung thư có thể gây ra cho một gia đình,
trong trường hợp của chúng tôi gồm cả 2 cô con gái nhỏ.
Vì chúng tôi tìm ra bệnh sớm trong buỗi chụp quang tuyến vú định kì
chúng tôi có thể tập trung vào phương pháp chữa trị cho
cho các khối u,
tái khẳng định với tôi sự quan trọng của chẩn đoán sớm.
Khác các loại ung thư khác,
chụp quang tuyến vú cung cấp một lựa chọn sàng lọc sớm cho ung thư vú.
Nhưng, không phải ai cũng làm điều này,
hoặc họ đã mắc ung thư vú,
trước khi được khuyến cáo chụp quang tuyến vú ở tuổi trung niên.
Vậy, vẫn còn rất nhiều thứ để cải thiện
trong cả các loại ung thư đã có cách sàng lọc,
và, tất nhiên là lợi ích rất lớn cho các loại không có.
Một thách thức then chốt trong nghiên cứu ung thư
là phát triển phương pháp
để việc sàng lọc thường xuyên nhiều loại ung thư khác nhau
trở nên dễ tiếp cận hơn.
Tưởng tượng một tình huống, trong cuộc kiểm tra định kì của bạn,
bác sĩ có thể thực hiện một xét nghiệm nước tiểu đơn giản, không xâm lấn,
hoặc các loại dịch khác,
và cho bạn kết quả trước cả khi bạn rời phòng khám.
Giống như một công nghệ có thể giảm đáng kể số lượng người
bị bỏ sót trong một cuộc chẩn đoán ung thư sớm.
Nhóm nghiên cứu của tôi gồm các kỹ sư và nhà sinh học
đang thật sự nghiên cứu về vấn đề này.
Chúng tôi tìm cách để thường xuyên kích hoạt cảnh báo ung thư sớm
thông qua cho phép các sàng lọc đơn giản bắt đầu khi một người còn khỏe mạnh
và hành động đó có thể chặn ung thư vào thời điểm nó xuất hiện
và trước khi
nó có thể tiến triển ra khỏi thời kì tiền phát.
"Viên đạn bạc" trong trường hợp này là các bao nang nhỏ
"khoang thoát hiểm tí hon" thường rụng khỏi tế bào gọi là exosome.
Exosome là chỉ thị sinh học quan trọng
có thể cung cấp sự cảnh báo sớm về sự phát triển của ung thư.
Và vì nó có rất nhiều trong bất kì loại dịch cơ thể nào,
bao gồm máu, nước tiểu, nước bọt,
chúng vô cùng hấp dẫn cho phương pháp sinh thiết dịch lỏng không xâm lấn.
Đây chỉ mới là 1 vấn đề.
1 hệ thốnng tự động để phân loại nhanh các chỉ thị sinh học quan trọng này
hiện nay không có.
Chúng tôi tạo ra một công nghệ gọi là nano-DLD
có khả năng chính xác này:
tự động cô lập exosome
để hỗ trợ nhanh chóng trong chẩn đoán ung thư.
Exosome là vũ khí cảnh báo sớm nhất, nếu ban có,
nổi trên mặt sinh thiết dịch lỏng.
Và chúng rất, rất nhỏ.
Chúng chỉ có đường kính từ 30 đến 150 nanomet.
Chúng thật sự nhỏ bé
mà bạn có đưa 1 triệu exosome vào 1 tế bào hồng cầu.
Giống như sự khác biệt giữa 1 quả bóng golf
và một hạt cát mịn.
Cần phải có các "thùng rác" nhỏ cho các chất thải không mong muốn từ tế bào,
và điều đã được tìm thấy là tế bào thật sự giao tiếp với nhau
bằng cách sản xuất và hấp thụ exosome,
những thế chứa những thụ thể bề mặt,
protein và các vật liệu di truyền khác được thu thập từ tế bào gốc của chúng.
Khi bị hấp thụ bởi một tế bào lân cận,
exosome giải phóng những gì chúng có vào tế bào nhận,
và có thể cài đặt một số vận động thay đổi cơ bản trong gen--
một vài thay đổi là tốt,
và đây là nơi ung thư sinh ra,
vài cái là xấu.
Vì chúng được bao bọc trong vật chất của tế bào mẹ,
và chứa một mẫu của môi trường của nó,
chúng cung cấp một bức ảnh về sức khỏe tế bào đó và nguyên bản của chúng.
Những tính chất này biến exosome thành "người truyền tin" vô giá
có thể cho phép bác sĩ
kiểm tra sức khỏe của bạn ở cấp độ tế bào.
Dù vậy, để bắt được ung thư sớm
thường xuyên đón đầu các thông điệp này
để xác định khi nào ung thư "gây rối" trong cơ thể bạn
và tiến hành "đảo chính",
đó là lý do sàng lọc thường xuyên là rất quang trọng và
vì sao chúng tôi phát triển công nghệ này để làm nó khả thi.
Khi các phương pháp chuẩn đoán đầu tiên dựa vào exosome nổi lên, mới năm nay thôi
chúng không phải là một phần của các lựa chọn y tế chính.
Hơn nữa trong sự nổi lên của chúng,
có một điều khác hạn chế sự áp dụng rộng rãi của chúng.
đó là hiện tại chưa tồn tại hệ thống tự động cô lập exosome
để sàng lọc thường xuyên trở nên dễ tiếp cận và hiệu quả về kinh tế.
Tiêu chuẩn vàng hiện nay để cô lập exosome
bao gồm siêu li tâm
một quá trình đòi hỏi thiết bị thí nghiệm đắt tiền,
một phòng lab công nghệ
và 30 giờ để xử lí một mẫu.
Chúng ta sẽ đến một cách tiếp cận khác để đạt được sự cô lập exosome tự động từ
một mẫu thử ví dụ nước tiểu.
Chúng tôi dùng kỹ thuật tách dòng liên tục dựa trên chip
là 'chuyển bên xác định' (deterministic lateral displacement).
Chúng tôi đã hoàn tất nó
đều mà công nghiệp bán dẫn đã làm rất thành công trong 50 năm qua.
Chúng tôi giảm bán kính của công nghệ này
từ cỡ micromet xuống kích cỡ nano thật sự.
Vậy nó hoạt động thế nào?
Tóm lại là,
một tập hợp các trụ nhỏ ngăn cách bởi các khoảng trống có kích thước nano được
xếp theo cách nào đó để
hệ thống chia các dịch theo cách hợp lí
với cách hạt nano có liên quan nhiều đến ung thư bị tách ra
thông qua quá trính chuyển hướng từ thành phần nhỏ hơn, lành mạnh hơn.
thứ tương phản với các hạt trên
di chuyển dạng zigzag xung quanh các trụ
trong hướng chảy của dòng dịch.
Kết quả là sự chia tách hoàn toàn của 2 quần thể hạt này.
Bạn có thể hình dung quá trình chia tách này
tương tự tình hình giao thông trên 1 xa lộ chia thành 2 hướng,
với 1 hướng đi vào đường hầm thấp nằm bên dưới 1 ngọn núi,
và hướng kia đi vòng qua nó (ngọn núi).
Ở đây, xe nhỏ hơn có thể đi qua đường hầm
trong khi các xe tải lớn hơn có thể chở chất liệu nguy hiểm
bị buộc phải đi đường vòng.
Giao thông được phân chia một cách hiệu quả dựa vào kích cỡ và hàng hóa
mà không cản trở dòng chảy của nó.
Đây chính xác là cách hệ thống chúng tôi hoạt động ở một tỉ lệ nhỏ hơn nhiều.
Ý tưởng ở đây là sự chia tách cho sàng lọc
có thể đơn giản khi thực hiện cho 1 mẫu như nước tiểu, máu hay nước bọt,
có thể thành hiện thực trong vài năm tới.
Cuối cùng, nó có thể dùng để cô lập và phát hiện exosome mục tiêu
có liên quan đến từng loại ung thư cụ thể, cảm nhận và
báo cáo về sự có mặt của nó trong vài phút.
Cái này có thể giúp sự chẩn đoán diễn ra nhanh và hầu như không đau.
Nói rộng ra,
khả năng có thể chia tách và làm giàu chỉ thị sinh học
với sự chính xác ở cấp độ nano một cách tự động,
mở ra cánh cửa để hiểu hơn về các loại bệnh ví dụ ung thư,
với khả năng ứng dụng từ chuẩn bị mẫu đến chẩn đoán,
và từ giám sát sự kháng thuốc đến liệu pháp.
Thậm chí trước khi vợ tôi bị ung thư,
đó là một giấc mơ của tôi, tạo điều kiện tự động hóa cho quá trình này--
để sàng lọc thường xuyên dễ tiếp cận hơn,
giống như cách Henry Ford làm xe ô tô trở nên dễ tiếp cận
với những người dân bình thường
thông qua sự phát triển của dây chuyền lắp ráp.
Tự động là chìa khóa cho sự tiếp cận.
Tinh thần trong các giấc mơ của Hoover,
"một con gà mọi cái nồi và 1 chiếc ô tô trong mọi garage".
Tôi đang phát triển công nghệ
mà cuối cùng có thể cung cấp hệ thống cảnh báo sớm ung thư
đến mọi nhà.
Điều này cho mọi người phụ nữ và trẻ em
cơ hội kiểm tra thường xuyên ngay khi họ còn khỏe mạnh,
bắt được ung thư khi nó mới bắt đầu.
Nó là hy vọng và mơ ước của tôi
để giúp mọi người trên thế giới tránh được cái giá đắt --
và tài chính, sức khỏe và cảm xúc --
điều bệnh nhân ung thư hiện nay phải đối mặt,
sự gian khổ mà tôi biết rất rõ.
Tôi cũng vui mừng thông báo vợ tôi được chẩn đoán ung thư sớm
nên cô ấy điều trị thành công,
Và cô ấy giờ, may mắn, đã khỏi ung thư.
( Vỗ tay)
Đó là kết quả mà tôi muốn thấy với mọi người bị chẩn đoán mắc ung thư.
Với công việc nhóm của tôi đã hoàn thành
trong sự chia tách chỉ thị sinh học ở cấp độ nano
cho sự chẩn đoán ung thư nhanh vào giai đoạn sớm.
Tôi rất lạc quan rằng trong vài thập kỉ nữa
công nghệ này sẽ có thể
giúp bảo vệ bạn bè, gia đình và các thế hệ sau của chúng ta.
Thậm chí khi chúng ta không may bị chẩn đoán mắc ung thư,
sự cảnh báo sớm đó sẽ là ngọn hải đăng mạnh mẽ về hy vọng.
Cám ơn.
(Vỗ tay)
“你患上了癌症。”
不幸的是，大约有百分之四十的人 在他们的一生中会听到这几个字，
这些人中的一半最终不治身亡。
这意味你的亲朋好友中 ， 五个有两个
会被诊断出某种癌症，
其中一个会死去。
除了身体上的痛苦之外，
美国差不多三分之一的癌症幸存者
会因为治疗负债累累，
他们申报破产的几率
是没有得过癌症的人的2.5倍。
这种疾病随处可见。
它使人承受感情上的痛苦，
对很多人来说，
会对财政状况带来毁灭性的影响。
但是被诊断为癌症 并不是死亡判决书。
越早发现，
越靠近它的发生和起源，
就有越多治疗手段可以采取，
减少精神冲击，
并且最小化经济负担。
最重要的是，
尽早发现癌症——
这就是我研究的根本目标——
极大增加了存活下来的可能。
如果拿乳腺癌来举例，
我们发现在第一阶段 诊断并治疗的患者，
几乎全部都能继续生活五年以上——
如果停留到第四阶段才开始治疗， 该事件的几率就只有22%。
在结肠癌和卵巢癌中也存在相似的规律。
现在，我们都知道， 在早期得到准确的检测结果
是存活的决定性因素。
问题在于，很多检验癌症的工具 会对患者带来很大伤害，
价格昂贵，
经常不准确，
并且它们耗时很久。
更不好的是，对于某些癌症，
比如说卵巢癌、肝癌和胰腺癌，
我们甚至缺少有效的检测手段，
这意味着人们只能等到病情表露时，
这同时也意味着病情已经进入晚期。
就好像飓风来之前没有有效的预警，
癌症没有警告信号，
因为在你的生存几率被大幅降低的同时，
危险已经近在咫尺。
因此，我们必须要尽快研发出一种
方便可行、能够负担且 不会造成伤害的常规检验方式，
这种检验方式就是我们对抗癌症的强大武器。
提早发现能够使我们在治疗中抢占先机
而非仅仅追赶它的步伐，
这就是我一直以来尝试去做的。
在过去的三年中，
我一直在研发能够为诊疗师带来
早期、即时癌症诊疗的科技。
促使我坚持下去的是强烈的科学好奇心，
以及改变现有数据的激情。
去年，
当我的妻子被诊断出乳腺癌时，
这种奋斗增加了更多的个人因素。
这个经历为我的研究增加了
空前强烈的感情维度。
我亲身经历了治疗手段对人生轨迹的改变，
并且我十分清楚它带来的精神灾难，
癌症会使圆满的家庭经历浩劫，
对我们来说，还包括了两个年幼的女儿。
因为我们在定期乳房检查中及早发现，
我们能够采取各种治疗手段，
定位肿瘤，
又一次是使我意识到早期诊断的重要性。
与其他癌症种类不同，
乳房X光为乳腺癌提供了一种早期的检查方式。
但并非所有人都会接受检查，
或者她们在中年之前， 也就是推荐接受检查的时间，
就已经患上乳腺癌。
所以，我们还有很大前进的空间，
即便是那些有检查方式的癌症，
另外，这对发现当今未知的诊断手法 也有极大的作用。
对癌症研究者最重要的挑战在于
找到一种可行的，
能够用于
多种癌症检查的途径。
想象一下，在常规体检中，
医生能够简单地取一份尿液样本，
或者其他一份活细胞样本，
在你离开诊所之前就能够给你结果。
这样一种科技能够极大程度上减少
错过早期诊断的人数。
我研究队伍中的工程师和生化学家，
就在向该目标努力。
我们想要找到一种能够频繁触发 早期癌症诊断的方式，
在人们仍处于健康状态时 就开始定期检查，
所以一旦产生癌症征兆， 人们就可以马上采取行动，
而不是等到过了初期治疗阶段。
这里的杀手锏是一种极小的囊泡，
是一种名为外泌体的 由细胞发散的茧状物。
外泌体作为重要的生物标记
在癌症发展过程中起到了早期警告作用。
因为它们在体液中大量存在，
包括血液、尿液和唾液，
它们可以被用于 不对人体造成伤害的活组织检查。
但是有一个问题。
能够将生物标记快速分类的
自动机制当下并不存在。
我们称这个科技为nano-DLD，
它的功能是：
通过自动的将外泌体分离，
实现快速癌症诊断。
外泌体是出现在活体细胞中
最新发现的早期预警武器。
它们十分微小。
它们的直径仅仅是30到150纳米。
它们太小，
以至于你能够在一个红细胞里放一百万个。
差不多是一个高尔夫球
和一粒沙子大小的区别。
虽然它们曾经被认为是储存细胞废物的容器，
但有发现证明 ， 细胞通过
产生和吸收外泌体进行沟通交流，
因为外泌体里面含有表面接收器，
蛋白质和从产生细胞中收集的遗传信息。
当被临近的细胞吸收之后，
外泌体会将内部物质释放出来，
造成大幅度的遗传信息改变——
有些是好的，
有些是不好的，
这就是癌症的成因。
因为它们被包裹在母细胞里，
并且包含一份环境样本，
它们为细胞的健康和起源 提供了一份参考信息。
这些特质使得它们 成为有效的信息来源，
让医生发现了
去从细胞层面检测健康水平的可能性。
但是要想尽早发现癌症，
你必须要频繁拦截查看这些信息，
看体内的致癌物质，
有没有打算发生癌变，
这也是为什么定期体检十分重要，
以及为什么我们要发展 能够察觉癌症的科技。
第一个外泌体检验 仅仅是今年才在市场上出现，
它们还不是体检的主流选择。
除了出现的时间过短以外，
另外一个影响普及的因素是
现在还没有发现合适的 自发分离系统，
来降低定期检查的价格。
当下外泌体分离的最佳途径，
比如超速离心法，
这个过程需要昂贵的实验器材，
经过专业培训的技术人才，
以及差不多30个小时来 处理一份样本。
我们想到了一种不同的途径达到同样的目的，
利用一份样本，比如尿液。
我们使用芯片基础的流动分离技术，
这个技术名为确定性侧向位移。
通过这种技术我们达到了
半导体产业过去50年试图达到的目标。
我们将这种技术的维度
从微米降到了真正的纳米。
它的工作原理是什么呢？
简单来说，
许多之间有纳米级空隙的极小柱子，
组成一种能将
流体分离开的形式，
在这种模式下 ， 与癌症相关的纳米粒子
会在改道过程中与较小的健康粒子分开，
比较之下，
健康的粒子会顺着流向，
在柱子周围沿着Z字形移动。
最后就得到完全分开的两种粒子。
你能够直观地看到这个分离过程，
就好像高速路上的车分成两路一样，
一条路连到低高度的穿山隧道，
另一条绕过山脉。
小车可以走隧道，
带有危险品的卡车
就只能绕路。
通过区分大小和负载的物质种类， 在不影响车流的前提下
交通就有效地被分离了。
把这缩小很多倍， 就得到我们的系统的工作原理。
这里用到的理念是， 癌症检查用到的分离
可以只是简单地分析尿液、血液或者唾液，
这是在很近的未来就有希望解决的问题。
我们希望 最终能够用这种手段分离出
与特定癌症相关的外泌体，
并且在几分钟之内就生成检验结果。
这样就能够使快速检验完全无痛。
大体来说，
有了自动化的途径以及纳米层面的精准
分离的手段与对生物标记的使用，
为我们打开了解癌症等疾病的大门，
这种技术有各种各样的应用， 从样品准备到诊断学，
从抗药性检测到治疗学。
在我妻子患上癌症之前，
实现检验自动化就是我的梦想——
希望能使得常规检查更加亲民，
就像是亨利·福特
通过发展流水线，
让汽车能够进入平常百姓的生活。
自动化是实现亲民的根本。
就好像胡佛之梦的中心，
“炖锅里有鸡肉，车库里有汽车，”
我们在发展的这项技术
最终能够将早期癌症检测系统
带给每个人。
这能够给男性、女性和小孩
在健康时就开始定期检测的机会，
在癌症的萌芽阶段及时采取措施。
我的希望和梦想，
就是帮助全世界的人 省去高昂的开支——
以及免去癌症患者所面对的——
我十分熟悉的
物质、经济和精神灾难。
我还想高兴地告诉大家， 因为我们发现得早，
我妻子的癌症治疗十分有效，
万幸，她现在已经被完全治愈。
（掌声）
对于每一个癌症患者， 我都希望能看到同样的结果。
对于我们正在进行的
快速、早期癌症诊疗的
纳米生物标记分离的研究结果，
在接下来十年中，
我相信这种技术一定会被实现，
被用来保护我们的朋友、家人和子孙后代。
即便我们不幸被诊断出癌症，
早期诊断会带来更大治愈的希望。
谢谢大家。
（掌声）
「你得了癌症。」
很不幸，約有 40% 的人 會在活著時聽到這幾個字，
其中半數終將不治。
意味著我們每五個親友當中
有兩個會被診斷出罹患某種癌症，
而一個會病故。
除了身心受苦，
大約三分之一的美國癌症倖存者
會因為醫療而負債累累；
他們破產的機率
至少是未罹癌者的 2.5 倍。
癌症無所不在，
它損耗人的情感，
使許多人
散盡家財。
但是被診斷出罹癌不等於被宣判死刑。
及早發現
和貼近找出它的成因，
對於提高存活率、
減低情緒影響，
和降低財務負擔至關重要。
最關鍵的是要儘早發現癌症，
這也是我主要的研究目標之一，
能夠大大提高存活率。
舉乳癌為例，
在第一期就診斷且治療的患者
五年的存活率幾近百分之百，
如果到第四期才治療就只剩 22%。
大腸直腸癌和卵巢癌的情況類似。
大家都知道，早期的準確診斷
是存活與否的關鍵。
問題是很多癌症篩檢具有侵入性，
價格昂貴，
常常不準確，
並且等待結果既焦慮又曠日費時。
更糟的是若干癌症，
例如卵巢癌、肝癌、胰臟癌，
根本沒有好的檢驗方式，
意味著等到出現症狀時
已經到了癌症擴散的晚期。
就好像在沒有龍捲風預警的地區
沒有警報，
一旦龍捲風到了家門口，
存活的機會就大大減少了。
方便、易取得、
便宜、非侵入性
和快篩的定期檢驗方式
將會是我們對抗癌症的強大利器。
及早發現讓我們能搶得治療先機，
而非只苦追在它殘酷無情的腳步後面。
這正是我的工作。
過去三年來，
我一直在研發能夠幫助臨床醫生
快速、早期診斷癌症的科技。
強烈的科學好奇心與熱情
推動我要改變那些癌症的統計數據。
去年
我的妻子被診斷出罹患乳癌，
使這努力成了與自身息息相關的戰鬥，
參雜了我始料未及的情感層面。
我親身體驗到
治療對生活所造成的巨大衝擊，
十分清楚它帶來的精神浩劫，
癌症可能會毀滅我們的家庭，
包括我們兩個年幼的女兒。
經由定期乳房攝影檢查及早發現，
我們得以專注治療仍限於局部的腫瘤，
使得我再次確認早期診斷極其重要。
不同於其他的癌症，
乳房攝影檢查能有效偵測早期乳癌。
儘管如此，仍有人沒定期做檢查，
也有人未達建議該接受乳房攝影 檢查的年齡之前就已罹患乳癌。
因此，即便已有篩檢方式的癌症 仍有很大的改善空間。
而那些尚未有篩檢法的癌症 更將會大大受益。
癌症研究者的關鍵挑戰在於
開發出一種用於定期體檢，
能夠更容易查出多種癌症的方法。
想像這情境：
醫生在定期體檢時能採取 簡單、非侵入性的尿液樣本
或是其他的液狀活檢體，
在你離開診所之前就告訴你結果。
這樣的科技能夠大量減少
早期癌症篩檢所漏掉的人數。
我的工程與生化研究團隊面對這挑戰，
正試圖找出一種能在人們仍健康時
就會觸發應該去做定期體檢的警示，
一旦出現癌症徵兆，馬上採取行動，
不讓它有機會擴展到中、後期。
此處的殺手鐧被稱為「胞外染色體」，
是細胞經常脫落的小小逃生艙。
胞外染色體
是能在癌症早期預警的重要生物標記。
這些標記大量而廣泛存在體液裡，
包括血液、尿液和唾液中，
不具侵入性，極具液體活檢的優勢。
但這裡仍然有個問題，
能夠自動快篩這些生物標記的機制
目前並不存在。
我們建立了稱作「奈米 DLD」的科技
能夠精準做到
自動分離出胞外染色體
以快速癌症篩檢。
胞外染色體是出現在液體活檢陣線的
最新早期預警利器。
它們非常微小，
直徑僅有 30 到 150 奈米，
小到
一粒紅血球的體積裡能裝下一百萬個，
比例相當於一顆高爾夫球
對應於一粒沙子。
它雖曾被認為是細胞廢物的垃圾桶，
後來卻發現，事實上細胞經由
產生和吸收胞外染色體來互相溝通，
因為它們具有表面接收器、蛋白質
以及母細胞所給予的基因。
一旦被臨近的細胞所吸收，
胞外染色體就會釋放內含的物質，
大幅改變接收細胞的基因表現。
有些是好的改變；
但在癌症的情況下
則是不好的改變。
因為它們被母細胞的物質包覆著，
裡頭含有環境的樣本，
可以提供來源細胞的健康情況。
胞外染色體具有這些無價的特質
使得醫生能從細胞層面
監測你的健康水平。
但想要儘早發現癌症
就必須頻繁截取這些訊息，
看體內潛伏的鬧事份子
是不是要滋事了。
這就是為什麼定期檢查非常重要，
以及我們為什麼要發展這科技。
儘管今年市場上出現了 首宗胞外染色體檢驗機制，
它們還不是主流的篩檢選項。
除了上市的時間很短，
另一個影響普及的因素
是目前尚無法自動分離出胞外染色體，
所以用於定期體檢仍不夠便宜。
當下隔絕胞外染色體的標準做法，
包括超速離心法，
必須使用昂貴的實驗器材，
由專業培訓過的技師操作，
耗費三十小時來處理一份樣本。
我們想出另一種方法，
從尿液之類的液體樣本
自動分離出胞外染色體。
我們用基於晶片的持續流動分離技術，
這方法稱為「確定性側向位移」。
藉由過去五十年來半導體產業
非常成功的晶片微縮技術，
我們把這技術
從微米縮小到了真正的奈米等級。
原理是什麼呢？
簡單來說，
把許多有奈米級間隙的細小柱子
排成能讓液體細細分流的形式，
較大的癌症奈米粒子會改道，
與較小的健康粒子分流；
另一方面，
體積較小的健康粒子 會沿著之字形的方向移動。
結果大小兩種粒子被完全分開了。
可以把分離的過程
觀想成用有高度限制的穿山隧道
把車流一分為二：
一條進隧道，另一條繞山而過。
像這樣，小車可以進入隧道，
而載有危險物品的大卡車
只能繞路。
由車輛的大小和載物的種類引導，
不會阻礙車流。
我們建置的工作原理相同，
只是規模遠小得多。
用分離篩檢的理念來分析
簡易取得的尿液、血液或唾液樣本，
近幾年內就可實行。
最終，這方法能分離和偵測出
與特定癌症相關的胞外染色體，
而且自偵測至結果僅需數分鐘，
使得篩檢的過程快速且無痛。
廣泛說，
有了奈米級精準的自動化分離機制
與濃縮的生物標記，
使我們更能了解癌症等疾病；
它的應用廣泛，從準備樣品、診斷，
至觀察抗藥性和治療都能做。
即使在我的妻子罹癌之前，
我已經夢想要自動化檢驗的過程，
要使定期檢查更容易，
就像亨利·福特自動化汽車的生產線，
使得普羅大眾買得起汽車那樣。
自動化是普及的關鍵。
就像胡佛選總統的逐夢精神口號：
「每只鍋裡有雞肉，每間車庫有輛車。」
我們開發這技術
為的是把早期的癌症預警系統
最終普及於每個家庭。
讓每個男人、女人和小孩
都能夠在仍然健康時就定期做檢查，
在初發的早期就偵測到癌症。
我希望，我夢想
要幫助世人
避掉癌症患者所面對的昂貴開銷，
免去身體、財務和精神層面的艱辛，
那是我再熟悉也不過的艱辛。
我也開心地告訴大家，
由於發現得早，
我的妻子治癌成功，
謝天謝地，現在她已肅清癌細胞。
（掌聲）
我希望每位罹癌者都能被治癒。
我團隊開發的奈米生物標記分離法
能快速、早期偵測出癌症。
我樂觀看待在未來十年內，
這技術會被用來
保護我們的朋友、家人和子孫後代。
即便我們不幸被診斷出癌症，
早期警示將會提供更大的治癒希望。
謝謝大家。
（掌聲）