Да бисмо на време открили болест, хајде да проговоримо језиком бактерија

Бактерије „причају“ међусобно тако што шаљу хемијске информације да би ускладиле нападе. Шта ако бисмо могли да чујемо шта оне причају? Нанофизичарка Фатима АлЗахра Алатракчи пронашла је алат којим би тајни разговор међу бактеријама могао бити праћен и преведен на људски језик. Њен рад би могао да постави темељ за рано откривање болести и пре него што се разболимо.

Не познајете их.

Не видите их.

Али су свуда око нас.

Шапућу.

Праве тајне планове.

Граде армије од више милиона војника.

А када одлуче да нападну,

све нападају у исто време.

Говорим о бактеријама.

(Смех)

O коме сте мислили да говорим?

Бактерије живе у заједницама, као и људи.

Имају породице,

разговарају и планирају своје активности.

И баш као и људи, пуне су трикова,

а неке чак и варају једни друге.

Шта ако бих вам рекла
да можемо да чујемо њихов разговор

и преведемо њихове тајне податке
на људски језик?

Шта ако бих вам рекла да превођење
разговора батерија може да спаси животе?

Имам докторат из нанофизике
и искористила сам нанотехнологију

да бих направила метод
за превођење у реалном времену

који може да шпијунира заједнице бактерија

и покаже на шта су све бактерије спремне.

Бактерије живе свуда.

Оне су на тлу, на нашем намештају

и унутар наших тела.

Заправо, 90% свих живих ћелија
у овом позоришту су бактеријске.

Неке су добре за нас.

Помажу варењу хране и стварају антитела.

А неке су лоше за нас;

изазивају болест и смрт.

Да би бактерије ускладиле своје функције,

морају добро да се организују,

и то раде као и ми, људи,

комуникацијом.

Уместо да користе речи,

оне комуницирају молекулима.

Када их је неколико,

сигнални молекули само протеку

као врисак усамљеног човека у пустињи.

Али када их је много, ти се молекули множе

и бактерије осећају да нису саме.

Оне слушају једна другу.

Тако прате колико их је

и када их је довољно
да би иницирале нову акцију.

Када сигнални молекули
достигну одређену границу,

све одједном осете да треба да делују

истом активношћу.

Њихов разговор се састоји
од иницијативе и реакције,

од производње молекула и одговора на исту.

У свом истраживању сам се фокусирала
на шпијунирање заједнице бактерија

унутар људског тела.

Како то функционише?

Узмемо узорак од пацијента.

То може бити крв или узорак пљувачке.

Убризгамо електроне у узорак,

они улазе у интеракцију
са присутним молекулима за комуникацију,

и та међусобна реакција даје информације

о идентитету бактерија,

врсти комуникације

и о томе колико бактерије комуницирају.

Али како изгледа њихова комуникација?

Пре него што сам развила
метод за превођење,

претпоставила сам
да је њихов језик примитиван,

као код детета које још не влада
речима и реченицама.

Кад се смеју, срећне су;
кад плачу, тужне су.

Тако једноставно.

Испоставило се да нису тако примитивне.

Молекул није само молекул.

Сваки контекст захтева другачије тумачење.

Као што плач беба значи много тога.

Некад је беба гладна,

некад мокра,

некад повређена или уплашена.

Родитељи знају како да протумаче плач.

Право преводилачко средство

мора да декодира сигналне молекуле

и да их преведе зависно од контекста.

Ко зна?

Можда ће Гуглов преводилац ускоро то моћи.

(Смех)

Ево примера.

Донела сам податке о бактеријама
који су незгодни за тумачење

ако нисте обучени за то,

али пробајте, погледајте.

(Смех)

Срећна породица бактерија
напада пацијента.

Хајде да је назовемо Монтеги.

Оне деле ресурсе, множе се, расту.

Једног дана добију новог суседа,

породицу бактерија Капулети.

(Смех)

Све је добро докле год раде заједно.

А онда се деси нешто непланирано.

Ромео из породице Монтеги уђе у везу
са Јулијом из породице Капулети.

(Смех)

И, да, они размене генетски материјал.

(Смех)

Генетски трансфер је опасан за Монтегије

чија је жеља да буду једини у пацијенту,

а размена гена доприноси

да Капулети пруже отпор антибиотицима.

Зато Монтеги разматрају
како да се отарасе друге породице

ослобађајући овај молекул.

(Смех)

Са преводом:

[Хајде да организујемо напад.]

(Смех)

Хајде да организујемо напад.

Одједном сви одговарају

ослобађајући отров који ће убити Капулете.

[Елиминиши!]

(Смех)

Капулети узвраћају позивом на контранапад.

[Контранапад!]

И битка почиње.

Ово је снимак борбе бактерија
и органела налик на мачеве,

где покушавају да се поубијају

убадајући и кидајући једни друге.

Фамилија која победи
постаје доминантна бактерија.

Могу да откријем разговор између бактерија

који води до различитог групног понашања

као битка коју сте сад видели.

Шпијунирала сам заједнице бактерија

унутар људског тела

у хоспитализованим пацијентима.

Пратила сам 62 пацијента у експерименту,

при чему сам тестирала узорке пацијента
на одређену инфекцију,

не знајући налазе традиционалних
дијагностичких тестова.

У дијагностици бактерија,

узорак се размазује на плочици,

и ако бактерија израсте у наредних 5 дана,

дијагностикује се да је пацијент заражен.

Упоредивши резултате добијене превођењем

са традиционалном дијагнозом
и тестом валидности,

била сам шокирана

више него што сам могла да претпоставим.

Пре него вам кажем шта је метода открила,

рекла бих нешто о младој
пацијенткињи коју сам пратила.

Имала је цистичну фиброзу,

генетско обољење због којег су јој плућа
била подложна бактеријским инфекцијама.

Она није била део клиничког третмана.

Пратила сам је јер сам из њеног досијеа

сазнала да никад пре није имала инфекцију.

Једном месечно, она је ишла у болницу

и искашљавала узорак у чашу.

Узорак је слат на бактеријску анализу

у централну лабораторију

да би доктори брзо реаговали
ако се инфекција открије.

Тестирала сам свој метод на њеном узорку.

Прва два месеца се ништа није дешавало.

Али трећег месеца,

открила сам бактеријско ћаскање у узорку.

Оне су се удружиле да оштете плућно ткиво.

Традиционална дијагноза
уопште није открила постојање бактерија.

Посматрала сам и следећег месеца

и открила агресивнији разговор међу њима.

Опет, традиционална дијагноза
није ништа показала.

Моје истраживање се завршило,

али сам пола године касније
проверила њен статус

да видим да ли су бактерије
за које сам само ја знала нестале

без медицинске интервенције.

Нису.

Девојка је тада имала озбиљну инфекцију

смртоносном бактеријом.

Исту ту бактерију открила је моја метода.

Упркос агресивном третману антибиотицима,

било је немогуће искоренити инфекцију.

Лекари су сматрали
да неће преживети 20-те.

Када сам разматрала њене узорке,

још увек сам била у почетној фази.

Нисам знала да ли моја метода делује,

па сам имала договор са лекарима

да не кажем шта сам открила

да не бих угрозила њихов третман.

Видевши резултате који нису потврђени,

нисам се усудила да кажем,

јер лечити пацијента без инфекције

има негативне последице по пацијента.

Али сада знамо више,

и има пуно младих који могу бити спашени,

јер се ова прича, нажалост, често понавља.

Пацијенти се инфицирају,

бактерија се не открије на дијагностици

и одједном избије са озбиљним симптомима.

И већ је сувише касно.

Резултат је изненађујући -
код 62 пацијента које сам пратила,

моја метода је ухватила разговор

у више од половине узорака

који су традиционалном методом
дијагностиковани као негативни.

Значи да је више од половине пацијената

отпуштено мислећи да нема инфекцију,

иако су у ствари носиоци опасне бактерије.

Унутар пацијената са погрешном дијагнозом,

бактерије организују усклађен напад.

Оне шапућу једна другој.

„Бактерије које шапућу“

су бактерије које знане методе не налазе.

Засад само преводилачки метод
региструје те шапате.

Верујем да временски оквир
док бактерије још шапућу

отвара шансу за циљано лечење.

Да је она девојка лечена
за време тог оквира,

можда би било могуће убити бактерију

у њеној почетној фази,

пре него што се отргне контроли.

Искуство са њом ме је навело да учиним све

да ову технологију унесем у болницу.

Заједно са докторима

радим на примени ове методе на клиници

да бисмо открили ране инфекције.

Не зна се како би се лечили пацијенти

за време фазе шапутања,

али би помогло да се прате они ризични.

Помогло би да се потврди успешност лечења

и да се одговори на једноставна питања:

да ли је пацијент заражен

и шта бактерије спремају.

Бактерије причају,

праве тајне планове,

и шаљу поверљиве информације једна другој.

Не само да можемо да ухватимо њихов шапат,

можемо да научимо и њихов тајни језик

и да сами постанемо шаптачи.

И као што би бактерије рекле:

„3-оксо-C12-анилин“.

(Смех)

(Аплауз)

Хвала вам.