"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)