Return to Video

Nová nanotechnologie pro časné zachytávání rakoviny

  • 0:04 - 0:07
    "Máte rakovinu."
  • 0:09 - 0:13
    Za život bohužel 40 % z nás
    uslyší tato slova
  • 0:14 - 0:16
    a polovina nepřežije.
  • 0:17 - 0:21
    Znamená to, že dvěma z pěti vašich
    nejbližších přátel a příbuzných
  • 0:21 - 0:23
    bude diagnostikována rakovina
  • 0:23 - 0:25
    a jeden zemře.
  • 0:27 - 0:29
    Nad rámec fyzických obtíží
  • 0:29 - 0:32
    se zhruba třetina přeživších v USA
  • 0:32 - 0:34
    kvůli léčbě zadluží.
  • 0:34 - 0:37
    S 2,5krát větší pravděpodobností
    vyhlásí osobní bankrot
  • 0:37 - 0:39
    než ti bez rakoviny.
  • 0:40 - 0:42
    Tato nemoc je pronikavá.
  • 0:42 - 0:44
    Je emocionálně vysilující
  • 0:44 - 0:45
    a pro mnohé
  • 0:45 - 0:46
    i finanční zhoubou.
  • 0:48 - 0:51
    Ale diagnóza rakoviny nemusí
    znamenat rozsudek smrti.
  • 0:52 - 0:54
    Brzké zjištění rakoviny,
  • 0:54 - 0:55
    blízko jejímu vzniku,
  • 0:55 - 0:59
    je jedním z kritických faktorů
    zlepšujících možnosti léčby,
  • 0:59 - 1:01
    redukuje emoční důsledky
  • 1:01 - 1:03
    a minimalizuje finanční břemeno.
  • 1:04 - 1:05
    Co je ale nejdůležitější,
  • 1:05 - 1:06
    brzké objevení rakoviny -
  • 1:06 - 1:09
    jeden z hlavních cílů mého výzkumu -
  • 1:09 - 1:11
    vysoce zvyšuje šance na přežití.
  • 1:12 - 1:15
    Když se podíváme na rakovinu prsu,
  • 1:15 - 1:18
    ti, kteří jsou diagnostikováni
    a léčeni v první fázi
  • 1:18 - 1:22
    přežijí pět let v téměř 100 % případů -
  • 1:23 - 1:27
    pravděpodobnost se snižuje ke 22 %,
    pokud je léčena fáze čtyři.
  • 1:28 - 1:32
    Podobná čísla platí
    u rakovin konečníku a vaječníků.
  • 1:34 - 1:39
    Všichni víme, že včasná a přesná diagnóza
  • 1:39 - 1:42
    je klíčová pro přežití.
  • 1:44 - 1:47
    Problém je, že mnoho přístrojů
    na diagnózu rakoviny
  • 1:47 - 1:49
    je invazivních, nákladných,
  • 1:49 - 1:50
    často jsou nepřesné,
  • 1:50 - 1:54
    a trvá neuvěřitelně dlouho
    získat výsledky.
  • 1:55 - 1:57
    Ještě hůře, pro některé formy rakoviny,
  • 1:57 - 2:01
    jako rakovina vaječníků,
    jater nebo slinivky,
  • 2:01 - 2:04
    neexistují dobré screeningové metody,
  • 2:05 - 2:09
    lidé většinou čekají,
    až se objeví fyzické příznaky,
  • 2:09 - 2:12
    které jsou indikátory postupu
    dalších stádií.
  • 2:14 - 2:17
    Jako při úderu tornáda v oblasti bez
    systému včasného varování
  • 2:17 - 2:19
    jsou šance na přežití dost snížené,
  • 2:19 - 2:22
    když neexistuje hlásič,
    který by nás varoval ve chvíli,
  • 2:22 - 2:25
    kdy se objeví nebezpečí.
  • 2:27 - 2:32
    Mít k dispozici pravidelný screening,
  • 2:32 - 2:37
    dostupný, neinvazní a poskytující
    výsledky dříve,
  • 2:37 - 2:41
    by nám poskytlo mocnou zbraň
    v boji proti rakovině.
  • 2:43 - 2:46
    Brzké varování by nám umožnilo
    předběhnout nemoc
  • 2:46 - 2:49
    namísto následování nelítostných dopadů.
  • 2:49 - 2:51
    A to je přesně to, co dělám.
  • 2:51 - 2:54
    Poslední tři roky vyvíjím technologie,
  • 2:54 - 2:55
    které mohou pomoci lékařům
  • 2:56 - 2:58
    s rychlou, včasnou diagnózou rakoviny.
  • 2:59 - 3:03
    Jsem poháněn vědeckou zvědavostí a vášní
  • 3:03 - 3:05
    změnit ty statistiky.
  • 3:07 - 3:08
    Minulý rok, nicméně,
  • 3:09 - 3:11
    se tento boj stal mnohem osobnějším,
  • 3:12 - 3:14
    když mé ženě zjistili rakovinu prsu.
  • 3:16 - 3:20
    Je to zkušenost, která dodala silnou
    a nečekanou emoční dimenzi
  • 3:20 - 3:21
    mému úsilí.
  • 3:23 - 3:27
    Vím z první ruky, jak léčba změní život
  • 3:28 - 3:30
    a jsem si dobře vědom emočních zmatků,
  • 3:30 - 3:33
    kterými rakovina může narušit rodinu,
  • 3:33 - 3:35
    což se v našem případě týkalo
    dvou malých dcer.
  • 3:36 - 3:40
    Díky včasnému zjištění
    pomoci běžného mamogramu
  • 3:40 - 3:42
    jsme se zaměřili primárně
  • 3:42 - 3:45
    na léčebné možnosti
    lokalizovaného tumoru,
  • 3:45 - 3:49
    což mi potvrdilo důležitost
    včasné diagnózy.
  • 3:51 - 3:52
    Na rozdíl od ostatních forem rakoviny,
  • 3:53 - 3:57
    mamogramy umožňují screening
    raných stádií rakoviny prsu.
  • 3:57 - 3:59
    Přesto, ne všichni to dělají
  • 3:59 - 4:01
    nebo se rakovina prsu
    u nich vyvine před věkem,
  • 4:01 - 4:04
    kdy je mamogram doporučován.
  • 4:06 - 4:08
    Stále je zde mnoho prostoru pro zlepšení
  • 4:08 - 4:10
    i pro rakoviny, kde screening je možný,
  • 4:10 - 4:13
    a samozřejmě pro ty, kde možný není.
  • 4:14 - 4:16
    Klíčovou výzvou výzkumu rakoviny
  • 4:16 - 4:18
    je vytvoření metod,
  • 4:18 - 4:21
    které pravidelný screening umožňují
  • 4:21 - 4:23
    pro mnoho typů rakoviny.
  • 4:24 - 4:27
    Představte si scénář, kde v rámci
    pravidelné prohlídky
  • 4:27 - 4:31
    vám lékař odebere neinvazním způsobem
    vzorek moči
  • 4:31 - 4:32
    nebo jinou tělní tekutinu
  • 4:33 - 4:36
    a ukáže vám výsledky ještě
    než opustíte ordinaci.
  • 4:37 - 4:40
    Taková technologie by mohla dramaticky
    zredukovat počet lidí,
  • 4:40 - 4:44
    kteří propadnou sítem při diagnostice
    raných stádií rakoviny.
  • 4:45 - 4:48
    Můj výzkumný tým inženýrů a biochemiků
  • 4:48 - 4:50
    pracuje přesně na této výzvě.
  • 4:50 - 4:55
    Pracujeme na způsobech časté aktivace
    upozornění na raná stádia rakoviny
  • 4:55 - 5:00
    pomocí pravidelného screeningu,
    který začíná když je člověk zdravý,
  • 5:00 - 5:04
    takže je možné zareagovat ve chvíli,
    kdy se rakovina objeví
  • 5:04 - 5:07
    a předtím než se vyvine
    z počátečních fází.
  • 5:09 - 5:12
    Stříbrnou kulkou jsou v tomto případě
    malé váčky,
  • 5:12 - 5:16
    malé únikové čluny pravidelně
    rozšiřované buňkami, exozomy.
  • 5:17 - 5:19
    Exozomy jsou důležité biomarkery,
  • 5:19 - 5:23
    poskytující systém časného varování
    při vývoji rakoviny.
  • 5:24 - 5:27
    A protože se hojně vyskytují
    téměř v každé tělesné tekutině,
  • 5:27 - 5:30
    včetně krve, moči a slin,
  • 5:30 - 5:34
    jsou extrémně zajímavé
    pro neinvazní tekuté biopsie.
  • 5:35 - 5:37
    Je zde ale jeden problém.
  • 5:37 - 5:41
    V současnosti není k dispozici
    systém rychlého třídění
  • 5:41 - 5:43
    těchto významných biomarkerů.
  • 5:44 - 5:47
    Vyvinuli jsme technologii,
    kterou nazýváme nano-DLD,
  • 5:47 - 5:49
    schopnou přesně tohoto:
  • 5:50 - 5:53
    automatizovaná izolace exozomů
  • 5:53 - 5:55
    pomáhající v rychlém zjištění rakoviny.
  • 5:56 - 6:00
    Exozomy jsou nejnovější zbraní
    včasného varování,
  • 6:00 - 6:02
    objevených v oblasti tekutých biopsií.
  • 6:02 - 6:04
    A jsou opravdu velmi malé.
  • 6:04 - 6:08
    Měří od 30 do 150 nanometrů v průměru.
  • 6:08 - 6:10
    Jsou tak malé,
  • 6:10 - 6:13
    že by se jich vešlo milion
    do jedné červené krvinky.
  • 6:14 - 6:16
    Je to přibližně rozdíl
    mezi golfovým míčkem
  • 6:16 - 6:18
    a zrnkem písku.
  • 6:19 - 6:23
    Kdysi byly považovány za odpadkové koše
    nežádoucího buněčného odpadu.
  • 6:23 - 6:26
    Bylo ale zjištěno,
    že buňky spolu komunikují
  • 6:26 - 6:29
    produkcí a absorpcí těchto exozomů,
  • 6:29 - 6:31
    které obsahují povrchové receptory,
  • 6:31 - 6:35
    proteiny a další genetický materiál,
    posbíraný z původních buněk.
  • 6:37 - 6:39
    Když jsou pohlceny sousední buňkou,
  • 6:39 - 6:43
    exozomy vypustí svůj obsah
    do přijímající buňky
  • 6:43 - 6:46
    a uvedou do pohybu základní změny
    genové exprese --
  • 6:46 - 6:47
    některé dobré,
  • 6:48 - 6:49
    některé špatné
  • 6:49 - 6:51
    a zde se objevuje rakovina.
  • 6:51 - 6:55
    Protože jsou zahaleny v materiálu
    mateřské buňky
  • 6:55 - 6:57
    a obsahují vzorky svého okolí,
  • 6:57 - 7:02
    poskytují genetickou momentku
    zdraví a původu buňky.
  • 7:03 - 7:06
    Všechny tyto kvality činí z exozomů
    neocenitelné poslíčky,
  • 7:06 - 7:08
    kteří potenciálně dovolují lékařům
  • 7:08 - 7:11
    sledovat vaše zdraví na buněčné úrovni.
  • 7:11 - 7:14
    Abychom zachytili rakovinu včas
    a určili původce,
  • 7:14 - 7:17
    způsobující v těle rakovinu,
  • 7:17 - 7:20
    kteří se chystají vyvolat převrat,
  • 7:20 - 7:22
    musíme tyto zprávy zachycovat často,
  • 7:22 - 7:25
    což je důvod, proč je
    pravidelný screening kritický,
  • 7:25 - 7:28
    a důvod, proč vytváříme technologie,
    které toto umožňují.
  • 7:29 - 7:35
    První diagnostika založená na exozomech
    se na trhu objevila tento rok,
  • 7:35 - 7:38
    nejsou ještě běžnou součástí
    lékařské praxe.
  • 7:39 - 7:41
    Kromě jejich nedávného objevení,
  • 7:41 - 7:45
    existuje ještě další faktor
    limitující jejich široké přijetí,
  • 7:45 - 7:49
    a to že neexistuje v současnosti
    automatický systém isolace exozomů,
  • 7:49 - 7:52
    který by učinil pravidelný screening
    finančně dostupným.
  • 7:53 - 7:56
    Současný zlatý standard isolace exozomů
  • 7:56 - 7:57
    zahrnuje ultracentrifugaci,
  • 7:58 - 8:01
    proces vyžadující nákladné
    laboratorní vybavení,
  • 8:01 - 8:02
    vyškoleného laboratorního technika
  • 8:02 - 8:05
    a asi 30 hodin na zpracování vzorku.
  • 8:07 - 8:11
    Přišli jsme s jiným přístupem
    k dosažení automatické izolace exozomů
  • 8:11 - 8:13
    ze vzorku například moči.
  • 8:14 - 8:18
    Využíváme na čipech založenou separační
    techniku nepřetržitého toku zvanou
  • 8:18 - 8:21
    deterministická laterální dislokace.
  • 8:21 - 8:22
    A udělali jsme s ní to,
  • 8:22 - 8:27
    co polovodičový průmysl dělal tak úspěšně
    uplynulých 50 let.
  • 8:27 - 8:29
    Zmenšili jsme tuto technologii
  • 8:29 - 8:31
    z mikronové velikosti na nano velikost.
  • 8:33 - 8:34
    Takže jak to funguje?
  • 8:34 - 8:35
    Zjednodušeně,
  • 8:35 - 8:39
    sada malinkatých pilířů oddělených
    nanoskopickými mezerami
  • 8:39 - 8:41
    uspořádaný způsobem,
  • 8:41 - 8:44
    který rozděluje tekutinu na proudnice,
  • 8:44 - 8:47
    a odděluje větší,
    s rakovinou spojené nanočástice
  • 8:47 - 8:51
    pomocí procesu přesměrovávání
    malých, zdravějších,
  • 8:51 - 8:53
    které se naopak mohou pohybovat
  • 8:53 - 8:55
    cik-cak okolo pilířů
  • 8:55 - 8:57
    ve směru toku tekutiny.
  • 8:58 - 9:02
    Výsledkem je úplné oddělení
    těchto dvou populací částic.
  • 9:03 - 9:07
    Tento separační proces
    si můžete představit
  • 9:07 - 9:11
    jako rozdělení provozu na dálnici
    do dvou cest,
  • 9:11 - 9:14
    s jednou cestou vedoucí do tunelu
    se sníženým stropem pod horou
  • 9:15 - 9:17
    a druhou, vedoucí okolo.
  • 9:17 - 9:19
    Zde menší auta jedou tunelem,
  • 9:19 - 9:23
    zatímco větší kamiony,
    vezoucí potenciálně nebezpečný materiál,
  • 9:23 - 9:24
    jsou převedeny na okružní trasu.
  • 9:26 - 9:30
    Provoz je účinně oddělen
    podle velikosti a obsahu
  • 9:30 - 9:32
    bez ovlivnění jeho toku.
  • 9:32 - 9:36
    A přesně tak v menším měřítku
    funguje náš systém.
  • 9:38 - 9:41
    Separační proces pro screening
  • 9:41 - 9:46
    by měl být tak jednoduchý jako
    odběr moči, krve nebo slin,
  • 9:46 - 9:49
    což je možné v krátkodobém horizontu
    několika příštích let.
  • 9:49 - 9:54
    Nakonec může být použit pro izolaci
    a detekci exozomů
  • 9:54 - 9:57
    spojených s určitým typem rakoviny,
  • 9:57 - 10:00
    pro vyhledání a detekci
    jejich přítomnosti v minutách.
  • 10:01 - 10:04
    Což by rychlou diagnostiku
    udělalo virtuálně bezbolestnou.
  • 10:05 - 10:06
    Obecně řešeno
  • 10:06 - 10:09
    schopnost oddělení a obohacení biomarkerů
  • 10:09 - 10:11
    zautomatizovaným způsobem
    s přesností v nanoměřítku
  • 10:12 - 10:16
    otevírá dveře lepšímu pochopení
    nemocí jako rakovina,
  • 10:16 - 10:20
    s aplikacemi v rozsahu
    od přípravy vzorků až po diagnostiku
  • 10:20 - 10:22
    a od monitorování rezistence léků
    k léčebným terapiím.
  • 10:23 - 10:25
    Ještě před rakovinou mé ženy
  • 10:25 - 10:29
    bylo mým snem vést
    tento proces automatizace -
  • 10:30 - 10:33
    dosáhnout zpřístupnění
    pravidelného screeningu podobně
  • 10:33 - 10:36
    jako Henry Ford zpřístupnil auto
  • 10:36 - 10:37
    běžným lidem
  • 10:37 - 10:40
    díky vyvinutí montážní linky.
  • 10:40 - 10:42
    Automatizace je klíčem k dostupnosti.
  • 10:44 - 10:46
    A v duchu Hooverova snu
  • 10:46 - 10:49
    "slepice v každém hrnci
    a auto v každé garáži,"
  • 10:49 - 10:50
    vyvíjíme technologii,
  • 10:51 - 10:54
    která může nakonec zpřístupnit
    systém včasné detekce rakoviny
  • 10:54 - 10:56
    každé rodině.
  • 10:56 - 10:58
    Poskytlo by to každému muži,
    ženě i dítěti
  • 10:58 - 11:02
    možnost pravidelného testování,
    zda jsou stále zdraví,
  • 11:02 - 11:05
    podchycení rakoviny,
    když se poprvé objeví.
  • 11:05 - 11:07
    Je to má naděje a sen
  • 11:07 - 11:11
    pomoci lidem vyhnout se vysokým nákladům -
  • 11:11 - 11:13
    fyzickým, finančním a emocionálním -
  • 11:13 - 11:15
    kterým čelí pacienti s rakovinou,
  • 11:16 - 11:18
    obtíže, se kterými jsem dobře seznámen.
  • 11:19 - 11:24
    Jsem také rád, že mohu říci, že díky
    brzkému podchycení rakoviny mé ženy,
  • 11:24 - 11:25
    byla její léčba úspěšná
  • 11:25 - 11:28
    a nyní je, díky bohu, bez rakoviny.
  • 11:28 - 11:30
    (potlesk)
  • 11:36 - 11:41
    Je to výsledek, který bych chtěl vidět
    u každého s diagnózou rakoviny.
  • 11:41 - 11:43
    S prací, kterou již můj tým vykonal
  • 11:43 - 11:46
    na separaci nanočásticových biomarkerů
  • 11:46 - 11:49
    pro rychlou, brzkou diagnostiku rakoviny,
  • 11:49 - 11:52
    vidím nadějně, že v příští dekádě
  • 11:52 - 11:54
    bude tento typ technologie k dispozici,
  • 11:54 - 11:58
    pomáhat nám ochránit naše přátele,
    rodiny a příští generace.
  • 11:59 - 12:03
    I když budeme mít tu smůlu,
    že budeme diagnostikování s rakovinou,
  • 12:03 - 12:06
    upozornění v brzkých stádiích
    bude svítit silným světlem naděje.
  • 12:06 - 12:07
    Děkuji vám.
  • 12:08 - 12:13
    (potlesk)
Titel:
Nová nanotechnologie pro časné zachytávání rakoviny
Sprecher:
Joshua Smith
Beschreibung:

Co kdybychom měli doma systém včasného varování pro detekci výskytu rakoviny? Výzkumník Joshua Smith vyvíjí nanobiotechnologii nazvanou "rakovinový poplach", který hledá stopy nemoci ve formě speciálních biomarkerů zvaných exozomy. V této vizionářské přednášce s námi sdílí svůj sen o tom, jak můžeme zrevolucionalizovat detekci rakoviny a nakonec i zachraňovat životy.

more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Projekt:
TEDTalks
Duration:
12:26

Untertitel in Czech

Revisionen