U prostor koji je nekad bio potreban da se smesti jedan tranzistor,
sad možemo smestiti jednu milijardu.
Tako kompjuter veličine čitave jedne sobe
sad stane u vaš džep.
Može se reći da je budućnost mala.
Kao inženjer,
nadahnuta sam ovom revolucijom minijaturizacije kompjutera.
Kao lekar,
pitam se da li je možemo upotrebiti da smanjimo broj izgubljenih života
zbog jedne od najraširenijih bolesti na svetu:
raka.
Kad to kažem,
ono što mnogi pomisle jeste da radimo na izlečenju raka.
I radimo.
Međutim, ispostavlja se
da postoji neverovatna mogućnost da se spasu životi
ranim otkrivanjem i prevencijom raka.
Širom sveta, preko dve trećine smrti od raka su potpuno preventabilne
uz pomoć metoda koje već danas imamo na raspolaganju.
To su stvari poput vakcinacije, pravovremenih pregleda
i, naravno, prestanka pušenja.
Ipak, čak i uz pomoć najboljih alata i tehnologija koje danas imamo,
neke tumore je nemoguće otkriti
sve do 10 godina nakon što su počeli da rastu,
kada su jačine 50 miliona kancerogenih ćelija.
Šta ako bismo imali bolja sredstva
za ranije otkrivanje nekih od ovih smrtonosnih kancera,
dok ih je moguće ukloniti,
kad tek počnu da rastu?
Reći ću vam kako nas minijaturizacija može dovesti do toga.
Ovo je mikroskop u tipičnoj laboratoriji
koji bi patolog koristio za posmatranje uzorka nekog tkiva
kao što su biopsija ili papa test.
Ovaj mikroskop vredan 7 000 dolara
koristio bi neko s dugogodišnjom specijalističkom obukom
da opaža ćelije raka.
Ovo je slika od jedne moje koleginice sa Univerziteta Rajs,
Rebeke Ričards Kortum.
Ona i njen tim su smanjili čitav taj mikroskop
na ovaj deo vredan deset dolara,
koji staje na kraj jednog optičkog vlakna.
To znači da umesto uzimanja uzorka od pacijenta
i njegovog slanja pod mikroskop,
moguće je doneti mikroskop do pacijenta.
A onda, umesto zahteva da specijalista pogleda slike,
moguće je obučiti kompjuter da obeleži normalne ćelije naspram kancerogenih.
Ovo je važno,
jer ono što su otkrili radeći u ruralnim zajednicama,
jeste da, čak i kad postoji pokretni kombi za preglede
kojim se može otići na teren i izvršiti pregled
i sakupiti uzorci
koji se šalju na analizu u centralnu bolnicu,
nekoliko dana kasnije,
žene dobiju poziv zbog abnormalnih rezultata testa
i zamole ih da dođu.
Polovina njih se ne pojavi jer ne mogu da priušte put.
Uz pomoć integrisanog mikroskopa i kompjuterske analize,
Rebeka i njene kolege su uspeli da naprave kombi
koji ima opremu i za dijagnostiku i za lečenje.
To znači da mogu da postave dijagnozu
i daju terapiju na licu mesta,
tako da nikog ne izgube u pratećem postupku.
To je samo jedan primer kako minijaturizacija može spasiti živote.
Kao inženjeri,
o ovom razmišljamo kao o direktnoj minijaturizaciji.
Uzmemo jednu veliku stvar i načinimo je malom.
Ono što sam vam ranije rekla za kompjutere
jeste da su nam oni transformisali živote
onda kad su postali dovoljno mali da bismo ih mogli svuda poneti.
Koji je transformacioni ekvivalent tome u medicini?
Šta ako bismo imali detektor
koji bi bio toliko mali da može da kruži u našem telu,
sam pronađe tumor
i pošalje signal u spoljašnji svet?
Pomalo zvuči kao naučna fantastika,
ali u stvari, nanotehnologija nam upravo to omogućava.
Nanotehnologija nam dopušta da smanjimo delove koji sačinjavaju detektor
sa širine ljudske dlake,
što iznosi sto mikrona,
na hiljadu puta manju veličinu,
što iznosi sto nanometara,
a to ima dalekosežne implikacije.
Ispostavlja se da materijali zapravo menjaju svoja svojstva
na nanoskali.
Ako uzmemo običan materijal poput zlata
i sameljemo ga u prah, u zlatne nanočestice,
promeniće izgled od zlatnog u crveni.
Ako uzmemo egzotičniji materijal poput kadmijum selenida
u formi velikog crnog kristala,
ako napravimo nanokristale od ovog materijala,
stavimo to u tečnost
i osvetlimo,
on sija.
Sija plavo, zeleno, žuto, narandžasto, crveno,
isključivo u zavisnosti od veličine.
Potpuno ludo! Možete li zamisliti takav predmet u makro svetu?
Kao kad bi sve farmerice u vašem ormanu bile napravljene od pamuka
ali bi bile različite boje, isključivo u zavisnosti od njihove veličine.
(Smeh)
Kao lekaru,
ono što mi je jednako zanimljivo
jeste to da nije samo boja materijala
koja se menja na nanoskali,
već se menja i način na koji putuju po telu.
Ovu vrstu opažanja ćemo upotrebiti
da napravimo bolji detektor za rak.
Pokazaću vam šta hoću da kažem.
Ovo je krvni sud u telu.
Tumor okružuje krvni sud.
Ubrizgaćemo nanočestice u taj krvni sud
i posmatrati kako putuju iz krvotoka u tumor.
Ispostavlja se da su krvni sudovi mnogih tumora propustljivi
i tako nanočestice mogu iscuriti iz krvotoka u tumor.
Da li će iscuriti zavisi od njihove veličine.
Na ovoj slici,
manje, plave čestice od sto nanometara cure,
dok veće, crvene nanočestice od 500 nanometara
ostaju zaglavljene u krvotoku.
To znači da kao inženjer,
u zavisnosti od toga koliko velikim ili malim napravim materijal,
mogu da odredim kuda će on otići u vašem telu.
U mojoj laboratoriji, nedavno smo napravili nanodetektor raka
koji je toliko mali da može da putuje po telu i traži tumore.
Koncipirali smo ga tako da traži invaziju tumora:
skup hemijskih signala koje tumori moraju da odaju da bi se širili.
Da bi se tumor proširio van tkiva na kom je rođen,
mora da proizvede hemikalije po imenu enzimi
da bi progrizao svoj put kroz tkiva.
Napravili smo ove nanočestice tako da ih ovi enzimi aktiviraju.
Jedan enzim može aktivirati hiljadu ovakvih hemijskih reakcija na sat.
U inženjeringu, to nazivamo odnosom jedan prema hiljadu,
to je vrsta uvećanja
koja čini nešto izuzetno osetljivim.
Tako smo napravili izuzetno osetljivi detektor raka.
U redu, ali kako ovaj aktivirani signal dovodimo do spoljašnjeg sveta
gde možemo preduzeti nešto?
Za ovo, upotrebićemo još jedan deo biologije na nanoskali
koji ima veze s bubrezima.
Bubreg je filter.
Posao mu je da filtrira krv i otpatke pošalje u urin.
Ispostavlja se da ono što bubrezi isfiltriraju
takođe zavisi od veličine.
Na ovoj slici, možete videti
da sve ono što je manje od pet nanometara
ide iz krvi, kroz bubreg, u urin,
a sve drugo što je veće, ostaje.
Dakle, ako napravim detektor za rak od sto nanometara
i ubrizgam ga u krvotok,
on može da prodre u tumor gde ga aktiviraju enzimi tumora
da bi otpustio mali signal
koji je dovoljno mali da bi ga bubreg isfiltrirao
i poslao u urin.
Imam signal u spoljnom svetu koji mogu detektovati.
U redu, ali postoji još jedan problem.
Ovo je maleni signal,
pa kako ću ga onda otkriti?
Signal je samo jedan molekul.
To su molekuli koje smo napravili kao inženjeri.
Oni su u potpunosti sintetički i možemo ih koncipirati
tako da budu kompatibilni sa alatom po našem izboru.
Ako želimo da koristimo stvarno osetljiv, luksuzni instrument
koji se zove maseni spektometar,
onda ćemo napraviti molekul jedinstvene mase.
Ili želimo da napravimo nešto manje skupo, a prenosivo.
Onda ćemo napraviti molekule koje možemo zadržati na papiru,
poput testa za trudnoću.
U stvari, postoji čitav svet papirnih testova
koji postaju dostupni u oblasti koja se zove papirna dijagnostika.
U redu, kud nas ovo vodi?
Ono što ću vam sledeće reći,
kao dugogodišnji istraživač,
predstavlja moj san.
Ne mogu reći da je to obećanje;
to je san.
No, mislim da svi moramo imati snove koji će nas terati napred,
čak i - ili možda, naročito - istraživači raka.
Reći ću vam šta se nadam da će se desiti s mojom tehnologijom
čemu ćemo se moj tim i ja i srcem i dušom posvetiti
da bi postalo stvarnost.
Dakle, evo ga.
Sanjam da će jednog dana,
umesto odlaska u skupu ustanovu za skrining
da bi se uradila kolonoskopija,
mamogram
ili papa test,
da ćemo moći dobiti injekciju,
sačekati sat vremena
i uraditi test urina pomoću papirne trake.
Mislim da se ovo može uraditi
čak i bez potrebe za stabilnom strujom
ili medicinskim osobljem u prostoriji.
Možda bi oni mogli biti daleko
i povezani samo slikom na pametnom telefonu.
Znam da ovo zvuči kao san,
ali u laboratoriji ovo već funkcioniše na miševima,
funkcioniše bolje od postojećih metoda
za otkrivanje raka pluća, debelog creva i jajnika.
Nadam se da ovo znači
da ćemo jednog dana moći otkrivati tumore kod pacijenata
pre nego što prođe deset godina od početka njihovog rasta,
u svim slojevima društva,
širom sveta,
a da će ovo dovesti do ranijeg lečenja,
i da ćemo moći spasiti više života nego što možemo danas,
ranim otkrivanjem.
Hvala vam.
(Aplauz)