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Titel:
Nova nanotecnologia para detecção precoce do câncer
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Beschreibung:
E se todos tivessem acesso a um sistema de detecção precoce do câncer? O pesquisador Joshua Smith está desenvolvendo um "alerta nanobiotecnológico de câncer", que rastreia sinais da doença através de biomarcadores especiais chamados exossomas. Nesta palestra de vanguarda, ele compartilha seu sonho de revolucionar a detecção do câncer e, acima de tudo, salvar vidas.
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Sprecher:
Joshua Smith
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"O que você tem é câncer."
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Infelizmente, cerca de 40% de nós
vão ouvir isso em algum momento da vida,
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e metade não vai sobreviver.
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Isso significa que dois em cada cinco
de nossos amigos mais chegados e parentes
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receberão o diagnóstico
de algum tipo de câncer,
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e um irá morrer.
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Além das dificuldades físicas,
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quase um terço daqueles
que sobreviverem ao câncer aqui nos EUA
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se endividarão com o tratamento
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e terão pelo menos duas vezes e meia
mais chance de declararem falência
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do que pessoas sem câncer.
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É uma doença devastadora,
emocionalmente desgastante
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e, para muitos,
financeiramente destrutiva.
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Mas o diagnóstico do câncer
não precisa ser uma sentença de morte.
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Descobri-lo logo, bem no início,
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é um dos fatores cruciais
para melhores opções de tratamento,
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diminuindo o impacto emocional
e minimizando dificuldades financeiras.
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O mais importante
é que descobrir o câncer cedo,
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um dos principais objetivos
da minha pesquisa,
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aumenta muito as chances de sobrevivência.
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Se analisarmos, por exemplo,
o câncer de mama,
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vemos que as pessoas diagnosticadas
e tratadas no estágio 1
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têm quase 100% de chance
de viver mais cinco anos.
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Essa taxa cai para apenas 22%
se o paciente for tratado no estágio 4.
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Tendências semelhantes ocorrem
nos cânceres de ovário e colorretal.
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Bem, todos sabemos
que um diagnóstico precoce e preciso
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é crucial pra sobrevivência dos pacientes.
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O problema é que muitas ferramentas
de diagnóstico do câncer são invasivas,
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caras, geralmente imprecisas
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e os resultados podem demorar
angustiantemente pra sair.
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O pior é que, em alguns tipos de câncer,
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como o de ovário,
de fígado ou de pâncreas,
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exames eficazes de detecção
simplesmente não existem,
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o que significa que os pacientes têm
de esperar até o surgimento dos sintomas,
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que em si já são indicativos
de um estágio avançado da doença.
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Tal como um tornado atinge uma região
que não tem sistema de alarme,
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não há um alarme nesses casos,
antes que o perigo já esteja à sua porta,
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quando as chances de sobrevivência
já estão bem reduzidas.
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Ter a vantagem do acesso
a opções regulares de exame
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que sejam baratas, não invasivas
e cujo resultado não demore muito a sair
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nos proporcionaria uma ótima arma
na luta contra o câncer.
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Um alerta precoce permitiria
que nos antecipássemos à doença
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em vez de simplesmente remediar
os sintomas depois que surgem.
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É exatamente isso que venho fazendo.
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Nos últimos três anos,
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venho desenvolvendo tecnologias
que finalmente auxiliariam os médicos
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no diagnóstico rápido
e em estágio inicial do câncer.
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Fui impulsionado por uma profunda
curiosidade científica
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e por uma vontade
de mudar essas estatísticas.
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Porém, no ano passado,
a luta ficou um pouco mais pessoal
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quando minha mulher foi diagnosticada
com câncer de mama.
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Foi uma experiência que acrescentou
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uma dimensão emocional forte
e inesperada a todo esse empenho.
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Sei bem como o tratamento pode
abalar a vida dos envolvidos
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e conheço muito bem o prejuízo emocional
que o câncer pode causar numa família,
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que, no nosso caso,
incluía nossas duas filhas.
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Como descobrimos o câncer cedo,
numa mamografia de rotina,
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pudemos focar primordialmente
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as alternativas de tratamento
contra o tumor em nível local,
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o que só reitera o quanto
é importante um diagnóstico precoce.
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Diferentemente de outros tipos de câncer,
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a mamografia é um exame que detecta
o câncer de mama em estágio inicial.
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Porém, nem todo mundo faz o exame,
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ou acaba desenvolvendo a doença
antes da idade média recomendada
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para realizar a mamografia.
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Assim, ainda há muito o que melhorar,
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até nos tipos de câncer
para os quais há exames,
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e, claro, há benefícios consideráveis
naqueles para os quais não há.
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Um dos principais desafios
para os pesquisadores da doença
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é desenvolver métodos que tornem
muito mais acessíveis
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exames de rotina
para diversos tipos de câncer
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Imagine se, durante um checape de rotina,
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seu médico colhesse uma amostra
simples e não invasiva de urina,
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ou outro fluido corporal,
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e te mostrasse os resultados antes mesmo
que você saísse do consultório.
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Uma tecnologia assim poderia reduzir
drasticamente o número de pessoas
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que acabam não sendo diagnosticadas
no estágio inicial do câncer.
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Minha equipe de pesquisa,
engenheiros e bioquímicos,
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está trabalhando exatamente nisso.
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Estamos tentando criar formas constantes
de alerta pro câncer em estágio inicial,
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possibilitando exames regulares
que começariam com a pessoa ainda saudável
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para que algo possa ser feito para deter
o câncer assim ele aparecer,
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antes que ele passe
a estágios mais avançados.
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O truque de mestre nesse caso
são minúsculas bolhas,
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pequenos casulos que são repelidos
por células chamadas exossomas.
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Exossomas são importantes biomarcadores
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que funcionam como um sistema de alarme
e detecção precoce do câncer.
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Por serem abundantes em praticamente
todos os fluidos corporais,
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inclusive sangue, urina e saliva,
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são extremamente visados em biópsias
não invasivas de fluidos corporais.
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um sistema automatizado para a triagem
rápida desses biomarcadores
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ainda não está disponível.
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Nós criamos uma tecnologia
que chamamos de nano-DLD
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capaz de fazer exatamente isto:
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o isolamento exossômico automatizado,
permitindo o diagnóstico rápido do câncer.
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Exossomas são as mais novas
armas de alerta, digamos assim,
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a surgir na área da biópsia de fluidos.
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E são muito, muito pequenas.
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Têm apenas de 30 a 50
nanômetros de diâmetro.
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São tão pequenas
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que poderíamos colocar quase
1 milhão delas numa única hemácia.
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É quase a diferença
entre uma bola de golfe
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e um grão bem fino de areia.
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Acreditava-se serem pequenos espaços
para resíduo celular indesejado,
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mas descobriu-se que as células
na verdade se comunicam
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produzindo e absorvendo exossomas
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que contêm receptores na superfície,
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proteínas e outros materiais genéticos
oriundos de sua célula de origem.
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Quando absorvidas por uma célula vizinha,
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as exossomas liberam seu conteúdo
dentro da célula recipiente,
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o que pode dar início a mudanças
fundamentais na expressão genética,
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algumas boas e algumas ruins
- e é aí que o câncer aparece.
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Por estarem cobertas
pelo material da célula-mãe
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e conterem uma amostra de seu ambiente,
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elas fornecem uma pista genética
da saúde e da origem dessa célula.
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Todas essas qualidades tornam
as exossomas mensageiras inestimáveis
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capazes de possibilitar que os médicos
"bisbilhotem" nossa saúde a nível celular.
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Mas, pra detectar precocemente o câncer,
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é preciso interceptar
frequentemente essas mensagens,
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para determinar quando vilões
causadores do câncer em seu corpo
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decidem começar a se rebelar,
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razão pela qual fazer exames
regularmente é crucial,
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e estamos desenvolvendo
tecnologias para tornar isso possível.
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Os primeiros diagnósticos com base
em exossomas surgiram no mercado este ano,
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mas ainda não são parte das opções
disponíveis ao público em geral.
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Além de seu surgimento recente,
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outro fator que tem limitado
sua ampla utilização
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é que, atualmente, não há qualquer sistema
automatizado de isolamento de exossoma
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para tornar exames rotineiros
economicamente acessíveis.
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Um dos procedimentos-padrão atualmente
para o isolamento de exossoma
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é a ultracentrifugação,
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processo que requer equipamentos
caros de laboratório,
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um técnico de laboratório
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e cerca de 30 horas para que
uma amostra seja processada.
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Criamos uma abordagem diferente
pro isolamento automatizado de exossomas
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de uma amostra de urina.
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Utilizamos uma técnica de separação
de fluxo contínuo e baseada em chipe,
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chamada de deslocamento
lateral determinístico.
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Fizemos com ela
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o que a indústria de semicondutores fez
com sucesso nos últimos 50 anos:
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reduzimos as dimensões dessa tecnologia
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da escala de mícrons
à verdadeira escala nanométrica.
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De forma resumida,
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uma série de colunas minúsculas
separadas por espaços nanoscópicos
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são organizadas de forma que o sistema
divida o fluído em linhas,
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separando as nanopartículas
relacionadas ao câncer, que são maiores,
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de partículas menores e mais saudáveis,
num processo de redirecionamento,
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e estas podem, por sua vez,
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transitar pelos pilares
num movimento de ziguezague
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na direção do fluxo do fluido.
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Isso resulta na total separação
desses dois tipos de partículas.
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É possível visualizar esse mesmo processo
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no tráfego em uma avenida
dividida em duas estradas,
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uma delas passando por um túnel
com pouca iluminação, sob uma montanha,
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e a outra passando ao redor dela.
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Aqui, carros menores
podem passar pelo túnel
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e carros maiores, carregando material
potencialmente perigoso,
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são forçados a pegar o outro caminho.
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O tráfego é separado de forma eficaz
por tamanho e tipo de carga,
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sem que o fluxo seja atrapalhado.
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É exatamente assim que nosso sistema faz,
numa escala muito, muito menor.
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A ideia é que o processo
de separação em exames
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possa ser tão simples quanto processar
uma amostra de urina, sangue ou saliva,
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o que será uma possibilidade
nos próximos anos.
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Por fim, poderia ser usado para isolar
e detectar exossomas-alvo
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associados a um tipo específico de câncer,
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detectando e sinalizando
sua presença em minutos.
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Isso tornaria os diagnósticos rápidos
praticamente indolores.
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Num sentido mais amplo,
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a capacidade de separar
e melhorar os biomarcadores
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com precisão nanométrica
e de forma automatizada
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possibilita um melhor entendimento
de doenças como o câncer,
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com aplicações que vão da preparação
de amostras a diagnósticos,
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e do monitoramento de resistência
a medicamentos à terapêutica.
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Mesmo antes do câncer da minha esposa,
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meu sonho era facilitar
a automatização desse processo,
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tornar mais acessíveis
os exames regulares,
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tal como Henry Ford tornou o automóvel
acessível ao público em geral
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através do desenvolvimento
da linha de montagem.
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A automatização é a chave
para a acessibilidade.
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Assim como no sonho de Hoover,
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"comida no prato de todos
e um carro na garagem de todos",
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estamos criando uma tecnologia
que poderia enfim
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dar início a um sistema
de detecção precoce do câncer,
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acessível a todos.
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Isso daria a homens, mulheres e crianças
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a oportunidade de serem examinados
regularmente, enquanto ainda saudáveis,
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detectando o câncer
assim que ele aparecer.
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Minha esperança e meu sonho
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são ajudar pessoas em todo o mundo
a evitar altos custos,
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físicos, financeiros e emocionais,
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que os pacientes de câncer
enfrentam atualmente,
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dificuldades que conheço muito bem.
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Também fico feliz em dizer que, como
detectamos cedo o câncer da minha esposa,
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o tratamento foi um sucesso
e hoje, felizmente, ela está curada.
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É um resultado que gostaria que todos
com um diagnóstico de câncer tivessem.
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Com o trabalho que a minha equipe já fez
na separação de biomarcadores nanométricos
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para diagnósticos rápidos
de detecção precoce do câncer,
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estou otimista de que,
nos próximos dez anos,
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esse tipo de tecnologia estará disponível,
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ajudando a proteger nossos amigos,
nossa família e as futuras gerações.
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Mesmo se um dia tivermos o azar
de um diagnóstico de câncer,
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esse sistema de detecção precoce
será uma grande luz no fim do túnel.
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