No espaço que um transístor costumava ocupar,
podemos agora colocar 1000 milhões.
Isso fez com que um computador do tamanho de uma sala
caiba agora no nosso bolso.
Podemos dizer que ser pequeno é o futuro.
Como engenheira,
inspiro-me nesta revolução de miniaturização dos computadores.
Como física,
pergunto-me se poderia ser usada para reduzir o número de vidas perdidas
por causa de uma das doenças que mais proliferam na Terra:
o cancro.
Quando digo isto,
o que a maioria das pessoas ouve é que trabalhamos na cura do cancro.
E é o que fazemos.
Acontece que existe
uma incrível oportunidade de salvar vidas,
através da deteção e prevenção precoces do cancro.
No mundo inteiro, podem ser evitadas mais de dois terços das mortes por cancro,
usando métodos de que dispomos atualmente.
Coisas como a vacinação, análises atempadas
e, claro, deixar de fumar.
Mas, mesmo com as melhores ferramentas e tecnologias que temos atualmente,
alguns tumores não podem ser detetados
senão 10 anos após terem começado a crescer,
quando têm a força de 50 milhões de células cancerígenas.
E se tivéssemos melhores tecnologias
para detetar alguns destes cancros mais mortíferos, mais cedo,
quando pudessem ser removidos,
quando estivessem apenas a começar?
Deixem-me dizer-vos como a miniaturização pode levar-nos lá.
Isto é um microscópio num laboratório comum,
que um patologista usaria para observar uma amostra de tecido,
como uma biópsia ou um teste de Papanicolau.
Este microscópio de 7000 €
seria usado por alguém com anos de treino especializado
na deteção de células cancerígenas.
Isto é uma imagem de uma colega minha na Universidade de Rice,
Rebecca Richards-Kortum.
O que ela e a sua equipa fizeram foi miniaturizar aquele microscópio,
obtendo esta peça de 10 €,
que cabe na extremidade de uma fibra ótica.
O que isto significa é que, em vez de retirar uma amostra de um paciente,
e a enviar para o microscópio,
podemos levar o microscópio até ao paciente.
Depois, em vez de se precisar de um especialista para observar as imagens,
podemos treinar o computador para comparar células normais e cancerígenas.
Isto é importante,
porque o que se descobriu, ao trabalhar em comunidades rurais,
é que, mesmo com uma carrinha de rastreio móvel
que pode deslocar-se até à comunidade, realizar exames,
recolher amostras
e enviá-las para análise no hospital central,
passados esses dias,
as mulheres recebem uma chamada com um resultado de teste anormal,
e é-lhes pedido que vão ao hospital.
Metade delas não aparecem porque não podem pagar a viagem.
Com o microscópio integrado e a análise por computador,
Rebecca e os seus colegas conseguiram criar uma carrinha
que tem equipamento de diagnóstico e de tratamento.
O que isso significa é que podem fazer um diagnóstico
e aplicar a terapia no local,
de modo que ninguém deixa de ser acompanhado.
É apenas um exemplo de como a miniaturização pode salvar vidas.
Como engenheiros,
consideramos isto verdadeira miniaturização.
Pegamos numa coisa grande e tornamo-la pequena.
O que vos disse antes sobre os computadores
foi que transformaram as nossas vidas,
quando se tornaram pequenos para serem levados para todo o lado.
Qual é o equivalente a isso na medicina?
E se tivéssemos um detetor tão pequeno
que pudesse circular no nosso corpo,
encontrar sozinho um tumor
e enviar um sinal para o mundo exterior?
Parece ficção científica.
No entanto, a nanotecnologia permite-nos fazer isso mesmo.
Permite-nos encolher as peças que formam o detetor
do tamanho de um cabelo humano,
cerca de 100 micrómetros,
para mil vezes menor,
ou seja 100 nanómetros.
Isso tem implicações profundas.
Verifica-se que os materiais mudam as suas propriedades
à nanoescala.
Pegamos em material comum como o ouro,
e reduzimo-lo a pó, em nanopartículas douradas,
e ele muda o seu aspeto dourado para vermelho.
Se pegarmos em material mais exótico, como o seleneto de cádmio,
— um cristal grande e negro —
se o transformarmos em nanocristais,
os pusermos num líquido
e os iluminarmos
eles brilharão.
Eles terão um brilho azul, verde, amarelo, laranja ou vermelho,
dependendo apenas do seu tamanho.
É demais! Imaginam um objeto destes no mundo macroscópico?
É como se todas as calças de ganga nos nossos armários, feitas de algodão,
tivessem cores diferentes, dependendo apenas do seu tamanho.
(Risos)
Como física,
o que é igualmente interessante para mim
é que não é apenas a cor dos materiais
que muda numa nanoescala.
A forma como viajam no nosso corpo também muda.
Este é o tipo de observação que vamos usar
para construir um detetor de cancro melhor.
Deixem-me mostrar-vos o que quero dizer.
Isto é um vaso sanguíneo no corpo.
A rodeá-lo está um tumor.
Vamos injetar nanopartículas no vaso sanguíneo
e ver como viajam através da corrente sanguínea até ao tumor.
Os vasos sanguíneos de muitos tumores têm perdas
e por isso as nanopartículas podem passar da corrente para os tumores.
A sua passagem depende do seu tamanho.
Nesta imagem,
as nanopartículas mais pequenas, azuis, com centenas de nanómetros estão a passar,
mas as maiores, de 500 nanómetros, vermelhas,
ficam presas na corrente sanguínea.
Isso quer dizer que , como engenheira,
consoante o tamanho dos materiais que construo,
posso determinar onde ele se desloca no nosso corpo.
No meu laboratório, fizemos recentemente um nanodetetor de cancro,
tão pequeno que pode viajar pelo corpo e procurar tumores.
Desenhámo-lo para "escutar" a invasão dos tumores:
a orquestra de sinais químicos de que os tumores precisam para se espalharem.
Para um tumor se soltar do tecido onde nasceu,
tem que produzir químicos chamados enzimas,
para desfazer a estrutura dos tecidos.
Desenhámos estas nanopartículas para serem ativadas por essas enzimas.
Uma enzima pode ativar mil destas reações químicas por hora.
Em engenharia, consideramos esta razão de um para mil
uma forma de amplificação
e torna algo ultra sensível.
Fizemos, assim, um detetor de cancro ultra sensível.
Mas como passar este sinal ativado para o mundo exterior,
onde podemos atuar sobre ele?
Para isso, vamos usar mais uma peça da nanobiologia,
relacionada com o rim.
O rim é um filtro.
A sua função é filtrar o sangue e passar as impurezas para a urina.
O que o rim filtra
depende do tamanho.
O que podemos ver nesta imagem
é que tudo o que é menor do que cinco nanómetros
passa do sangue, através do rim, para a urina.
Tudo o que é maior é retido.
Se fizermos um detetor de cancro de 100 nanómetros
e o injetarmos na corrente sanguínea,
ele pode passar para o tumor onde é ativado pelas enzimas tumorais,
para libertar um pequeno sinal,
suficientemente pequeno para ser filtrado pelo rim
e colocado na urina,
e temos um sinal no mundo exterior que podemos detetar.
Mas há mais um problema.
Trata-se de um sinal muito pequeno.
Como podemos detetá-lo?
O sinal é apenas uma molécula.
Trata-se de moléculas que desenhámos como engenheiros.
São completamente sintéticas e podemos desenhá-las
para serem compatíveis com uma ferramenta à nossa escolha.
Se quisermos usar um instrumento muito sensível e aparatoso,
chamado espectrómetro de massa,
fazemos uma molécula com uma massa específica.
Ou talvez queiramos fazer algo mais barato e portátil.
Nesse caso, fazemos moléculas que podemos captar com papel,
como um teste de gravidez.
De facto, há toda uma série de testes de papel
que estão a ficar disponíveis, numa área chamada diagnósticos de papel.
Onde chegaremos com isto?
O que vou dizer a seguir
como investigadora de longa data,
representa um sonho meu.
Não posso dizer que seja uma promessa.
É um sonho.
Penso que todos temos que ter sonhos, que nos façam avançar,
até mesmo — e especialmente — os investigadores do cancro.
Vou dizer o que espero que aconteça com a minha tecnologia,
em que eu e a minha equipa colocaremos os nossos corações e almas,
de forma a que se torne realidade.
Aqui vai.
Sonho que um dia,
em vez de se usar um equipamento de imagem caro,
para fazer uma colonoscopia,
ou uma mamografia,
ou um teste de Papanicolau,
se possa levar um injeção,
esperar uma hora
e fazer um teste de urina numa folha de papel.
Imagino que isto possa até ser feito
sem necessidade de eletricidade
ou de um profissional de saúde na sala.
Talvez possam estar à distância
e ligados apenas através da imagem de um smartphone.
Sei que isto parece um sonho,
mas no laboratório já temos isto a funcionar com ratos,
funcionando melhor do que os métodos existentes
para a deteção do cancro do pulmão, do cólon e dos ovários.
Espero que isto signifique
que um dia possamos detetar tumores em pacientes
antes de passarem 10 anos do início do seu crescimento,
em todos os estilos de vida,
em todo o mundo,
e que isto conduza a tratamentos precoces
e que possamos salvar mais vidas do que conseguimos hoje,
com a deteção precoce.
Obrigada.
(Aplausos)