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Una nuova nanotecnologia per diagnosticare tempestivamente il cancro

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    "Lei ha un cancro."
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    Purtroppo circa il 40 per cento di noi
    se lo sentirà dire una volta nella vita,
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    e la metà non sopravviverà.
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    Ciò significa che a due su cinque dei vostri
    amici più cari o parenti
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    verrà diagnosticata una qualche
    forma di tumore,
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    e uno ne morirà.
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    Oltre ad avere disagi fisici,
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    quasi un terzo di chi sopravvive
    al cancro negli Stati Uniti
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    si indebiterà per pagare le cure.
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    Queste persone hanno più del doppio
    delle probabilità di andare in bancarotta
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    di chi non ha il cancro
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    Questa malattia è pervasiva.
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    Ti prosciuga emotivamente
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    e, per molti,
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    anche finanziariamente.
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    Ma una diagnosi di tumore non significa
    sempre una sentenza di morte.
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    Diagnosticarlo tempestivamente,
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    agli esordi,
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    è essenziale per migliorare le possibilità
    di trattamento
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    riducendo l'impatto emotivo
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    e quello monetario.
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    Ma soprattutto
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    Prevenire il cancro -
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    - uno degli scopi primari
    della mia ricerca-
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    aumenta le probabilità
    di sopravvivere
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    Prendiamo l'esempio del cancro al seno:
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    se viene diagnosticato e trattato
    allo stadio 1
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    c'è una probabilità di sopravvivenza
    a cinque anni vicina al 100 per cento -
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    la percentuale scende al 22 per cento
    se viene trattato allo stadio 4.
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    Andamenti simili si riscontrano anche
    nel cancro del colon-retto e ovarico.
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    Ecco, sappiamo tutti che un'accurata
    diagnosi precoce
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    è fondamentale per sopravvivere.
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    Il problema è che molti metodi
    diagnostici sono invasivi,
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    costosi,
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    spesso imprecisi,
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    e ci può volere moltissimo tempo
    prima di ottenere dei risultati.
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    O ancora peggio, per certe forme
    di tumore,
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    come quello alle ovaie, al fegato
    o al pancreas,
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    non esistono nemmeno dei metodi
    di screening affidabili,
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    il che significa che spesso bisogna
    attendere l'insorgenza dei sintomi,
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    che indicano però che il cancro è
    già in fase avanzata.
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    Come un tornado che colpisce una zona
    senza un sistema di allerta,
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    nemmeno in questi casi c'è un allarme,
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    perché il pericolo è già alle porte
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    quando le aspettative di vita
    si sono ridotte enormemente.
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    Avere a disposizione
    degli screening periodici
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    non troppo cari, non invasivi e più rapidi
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    significherebbe essere in possesso
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    di una potente arma
    per combattere il cancro.
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    Un avviso precoce ci permetterebbe
    di anticipare la malattia
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    invece di seguirla solo
    nel suo sviluppo inesorabile.
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    Questo è esattamente ciò che sto facendo.
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    Negli ultimi tre anni ho sviluppato
    delle tecnologie
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    che possono essere d'aiuto ai medici
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    nel diagnosticare il cancro
    rapidamente al suo esordio.
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    Sono stato spinto
    dalla mia profonda curiosità per la scienza
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    e dalla volontà di cambiare
    queste statistiche.
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    L'anno scorso però
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    la lotta è diventata
    molto personale.
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    A mia moglie è stato trovato
    un cancro al seno.
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    È stata un'esperienza che ha aggiunto
    una dimensione emotiva forte e inattesa
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    ai miei sforzi.
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    So per esperienza quanto la terapia
    possa cambiarti la vita,
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    e sono profondamente consapevole
    dello sconforto totale
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    che il cancro può causare a una famiglia,
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    e nel nostro caso
    includendo le nostre due figlie.
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    Poiché diagnosticato in tempo
    con una mammografia di routine
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    abbiamo potuto concentrarci subito
    sulle opzioni terapeutiche
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    per il tumore localizzato,
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    a riprova di quanto sia importante
    una diagnosi precoce.
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    Diversamente che per alti tumori
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    la mammografia è molto utile per
    diagnosticare in tempo il cancro al seno.
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    Tuttavia, molte persone
    non la fanno
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    o sviluppano un
    cancro al seno
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    prima dell'età a cui viene
    raccomandata la mammografia.
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    C'è quindi ancora molto da fare
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    sia per i tumori
    che hanno esami di screening,
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    sia per trarre benefici
    per quelli che non ne hanno.
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    La sfida chiave per i ricercatori
    in ambito oncologico
  • 4:16 - 4:18
    è sviluppare metodi
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    che rendano lo screening
    per vari tipi di cancro
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    molto più accessibile.
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    Immaginate un normale checkup in cui
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    il vostro medico prende un semplice
    campione delle urine, non invasivo,
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    o un'altra biopsia liquida,
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    e che vi dia i risultati
    prima ancora che lasciate il suo studio.
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    Una tecnologia del genere potrebbe
    ridurre moltissimo il numero di persone
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    che sfuggono ai controlli
    che permettono una diagnosi precoce.
  • 4:45 - 4:48
    Il mio team di ricerca
    di ingegneri e biochimici
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    sta lavorando proprio su questo.
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    Stiamo cercando un modo per lanciare
    un allarme per il cancro in fase precoce
  • 4:55 - 5:00
    attraverso screening regolari
    che cominciano quando si è sani
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    in modo tale da poter bloccare
    la malattia nel momento in cui insorge,
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    prima che possa progredire oltre.
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    Il segreto in questo caso starebbe
    in delle vescicole minuscole,
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    delle piccole capsule emesse regolarmente
    dalle cellule chiamate esosomi.
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    Gli esosomi sono
    dei biomarcatori importanti
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    che rappresentano un sistema d'allarme
    per un cancro in fase iniziale.
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    Siccome sono abbondantemente presenti
    in quasi tutti i fluidi corporei,
  • 5:27 - 5:30
    compresi sangue, urine e saliva,
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    sono perfetti per essere rilevati
    con biopsie non invasive.
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    C'è un unico problema.
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    Un sistema automatizzato per smistare
    questi importanti biomarcatori
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    non è ancora stato realizzato.
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    Noi abbiamo sviluppato una tecnologia
    chiamata nano-DLD
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    che è in grado di fare questo:
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    isolamento automatizzato di esosomi
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    per facilitare una diagnosi tempestiva
    di cancro.
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    Gli esosomi sono la nuova frontiera
    della diagnostica in fase precoce
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    ottenuti grazie
    ad una biopsia liquida.
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    E sono davvero molto, molto piccoli.
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    Misurano appena 30-150 nanometri
    di diametro.
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    Sono così piccoli
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    che un solo globulo rosso ne potrebbe
    contenere un milione.
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    È circa la differenza
    tra una palla da golf
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    e un granellino di sabbia.
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    Ritenuti un tempo dei piccoli cassonetti
    per rifiuti cellulari indesiderati,
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    è stato scoperto che le cellule
    in realtà comunicano
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    producendo e assorbendo questi esosomi
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    che contengono dei recettori superficiali,
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    proteine e altro materiale genetico
    della loro cellula d'origine.
  • 6:37 - 6:39
    Quando vengono assorbiti
    da una cellula vicina,
  • 6:39 - 6:43
    gli esosomi vi rilasciano
    il loro contenuto
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    che può mettere in moto
    dei cambiamenti nell'espressione genica -
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    alcuni positivi e,
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    qui entra in gioco il cancro,
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    alcuni negativi.
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    Visto che gli esosomi sono formati
    da materiale della cellula madre,
  • 6:55 - 6:57
    e contengono il
    campione dell'ambiente
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    forniscono un'immagine genetica
    della salute e dell'origine della stessa
  • 7:03 - 7:06
    Tutte queste qualità rendono
    gli esosomi preziosi messaggeri
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    che consentono ai medici
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    di sbirciare la condizione di salute
    a livello cellulare.
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    Per prevenire un tumore, però
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    bisogna intercettare con frequenza
    questi messaggi
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    per determinare quando dei fattori
    cancerogeni, nel tuo corpo,
  • 7:20 - 7:22
    hanno deciso di tentare un attacco;
  • 7:22 - 7:25
    ed è per questo che uno screening
    regolare è fondamentale
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    e che stiamo sviluppando tecnologie
    per renderlo possibile.
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    Siccome i primi metodi diagnostici basati
    su esosomi sono vendibili da quest'anno,
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    non sono ancora entrati a far parte
    dei protocolli medici di routine.
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    Oltre alla loro recente nascita,
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    un altro fattore che ne limita
    l'adozione su larga scala
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    è che al momento non c'è nessun sistema
    automatizzato per l'isolamento di esosomi
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    che renda lo screening
    economicamente accessibile.
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    Il regime standard attuale
    per l'isolamento degli esosomi
  • 7:56 - 7:57
    richiede l'ultracentrifugazione,
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    un processo che necessita
    di macchinari costosi,
  • 8:01 - 8:02
    un tecnico di laboratorio
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    e quasi 30 ore per analizzare
    un campione.
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    Abbiamo ottenuto un approccio diverso
    per realizzare l'isolamento automatizzato
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    da un campione come le urine.
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    Utilizziamo una tecnica di separazione
    a flusso continuo basata su microchip
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    che si chiama trasferimento laterale
    deterministico.
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    E siamo riusciti a farne
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    quello che l'industria dei semiconduttori
    fa con successo da 50 anni.
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    Abbiamo ridimensionato
    questa tecnologia
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    dalla scala dei micron
    a quella nei nanometri.
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    Come funziona?
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    Per farla breve,
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    un insieme di minuscole colonne
    separate da spazi nanoscopici
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    sono disposte in modo tale
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    da dividere il fluido in linee di flusso,
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    così che le nanoparticelle più grandi,
    legate al tumore, si separino
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    tramite un processo di allontanamento
    da quelle sane, più piccole,
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    che invece riescono
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    a muoversi a zig-zag
    tra le colonnine
  • 8:55 - 8:57
    nella direzione del fluido.
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    Il risultato è una netta divisione
    tra questi due tipi di particelle.
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    Si potrebbe dire che questo processo
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    è simile al traffico che si incanala
    in due strade,
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    una che va in un tunnel basso
    dentro a una montagna
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    e l'altra che ci gira intorno.
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    Le macchine piccole possono
    attraversare il tunnel,
  • 9:19 - 9:23
    mentre i camion, che portano
    materiale potenzialmente pericoloso,
  • 9:23 - 9:24
    devono prendere l'altra strada.
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    Il traffico viene quindi separato
    per dimensione e contenuti
  • 9:30 - 9:32
    pur continuando a scorrere.
  • 9:32 - 9:36
    Il nostro sistema funziona proprio così,
    su una scala molto, molto più piccola.
  • 9:38 - 9:41
    L'idea è che il processo di separazione
    per lo screening
  • 9:41 - 9:46
    potrebbe diventare semplice come
    quello usato per urine, sangue o saliva,
  • 9:46 - 9:49
    il che è una possibilità concreta
    per i prossimi anni.
  • 9:49 - 9:54
    Infine, potrebbe essere utilizzato
    per isolare e trovare esosomi bersaglio
  • 9:54 - 9:57
    associati a tipi particolari di tumore,
  • 9:57 - 10:00
    rilevandone la presenza in pochi minuti.
  • 10:01 - 10:04
    Questo renderebbe la diagnosi precoce
    praticamente indolore.
  • 10:05 - 10:06
    In generale,
  • 10:06 - 10:09
    la capacità di separare e arricchire
    i biomarcatori
  • 10:09 - 10:11
    con precisione su scala nanometrica
    e in modo automatico
  • 10:12 - 10:16
    apre le porte a uno studio più
    approfondito di malattie come il cancro,
  • 10:16 - 10:20
    con applicazioni che vanno dal preparare
    i campioni, alla diagnostica, al controllo
  • 10:20 - 10:22
    di resistenza ai farmaci,
    alla terapeutica.
  • 10:23 - 10:25
    Ancor prima
    che mia moglie si ammalasse
  • 10:25 - 10:29
    era il mio sogno quello di facilitare
    l'automatizzazione del processo -
  • 10:30 - 10:33
    per rendere lo screening regolare
    più accessibile,
  • 10:33 - 10:36
    così come Henry Ford aveva reso
    l'automobile accessibile
  • 10:36 - 10:37
    all'intera popolazione
  • 10:37 - 10:40
    sviluppando la catena di montaggio.
  • 10:40 - 10:42
    L'automazione è la chiave
    per l'accessibilità.
  • 10:44 - 10:46
    E nello spirito del sogno americano,
  • 10:46 - 10:49
    "del pollo in ogni tavola
    e una macchina in ogni garage",
  • 10:49 - 10:50
    sviluppiamo una tecnologia
  • 10:51 - 10:54
    che potrebbe mettere a disposizione
    un sistema di diagnosi precoce
  • 10:54 - 10:56
    in ogni casa.
  • 10:56 - 10:58
    Ciò permetterebbe ad uomo,
    donna o bambino
  • 10:58 - 11:02
    di essere regolarmente monitorato
    mentre è ancora sano,
  • 11:02 - 11:04
    e di rilevare un tumore ai suoi esordi.
  • 11:05 - 11:07
    Per me è una speranza, un sogno
  • 11:07 - 11:11
    quello di aiutare le persone nel mondo
    ad evitare il costo elevato -
  • 11:11 - 11:13
    in termini fisici, monetari ed emotivi -
  • 11:13 - 11:15
    che affrontano i malati di cancro,
  • 11:16 - 11:18
    difficoltà che ho imparato
    a conoscere bene.
  • 11:19 - 11:24
    Sono felice di dire che con la diagnosi
    tempestiva del cancro di mia moglie
  • 11:24 - 11:25
    le cure hanno funzionato
  • 11:25 - 11:28
    e lei ora, grazie al cielo, è guarita.
  • 11:28 - 11:30
    (Applausi)
  • 11:36 - 11:41
    È un risultato che vorrei
    potessero ottenere tutti.
  • 11:41 - 11:43
    Con il lavoro che il mio team ha già fatto
  • 11:43 - 11:46
    dividendo i biomarcatori nanometrici
  • 11:46 - 11:49
    per una diagnosi rapida e precoce,
  • 11:49 - 11:52
    credo che davvero,
    entro un decennio,
  • 11:52 - 11:54
    questa tecnologia sarà disponibile,
  • 11:54 - 11:58
    aiutandoci a proteggere i nostri amici,
    familiari e le generazioni future.
  • 11:59 - 12:03
    Se anche dovessimo avere la sfortuna
    di vederci diagnosticare un cancro,
  • 12:03 - 12:05
    quel sistema di allarme precoce
    ci procurerà grande speranza.
  • 12:06 - 12:07
    Grazie.
  • 12:08 - 12:13
    (Applausi)
Titel:
Una nuova nanotecnologia per diagnosticare tempestivamente il cancro
Sprecher:
Joshua Smith
Beschreibung:

E se tutti avessero a casa propria uno strumento per diagnosticare tempestivamente il cancro? Il ricercatore Joshua Smith sta sviluppando una nanobiotecnologia che cerca tracce della malattia in degli speciali biomarcatori chiamati esosomi. In questa geniale discussione condivide con noi il suo sogno su come si potrebbe rivoluzionare la diagnostica in ambito oncologico e salvare vite umane.

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Video Language:
English
Team:
closed TED
Projekt:
TEDTalks
Duration:
12:26

Untertitel in Italian

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