1 00:00:04,240 --> 00:00:06,840 „Sie haben Krebs.“ 2 00:00:08,680 --> 00:00:13,120 Traurigerweise werden ca. 40 % von uns diese drei Worte in ihrem Leben hören 3 00:00:13,840 --> 00:00:15,960 und die Hälfte wird nicht überleben. 4 00:00:16,960 --> 00:00:20,816 Das heißt, dass zwei von fünf unserer engsten Freunde und Verwandten 5 00:00:20,840 --> 00:00:23,296 mit einer Krebsart diagnostiziert werden 6 00:00:23,320 --> 00:00:24,800 und einer sterben wird. 7 00:00:27,280 --> 00:00:28,736 Neben körperlichen Beschwerden 8 00:00:28,760 --> 00:00:31,936 wird sich ca. ein Drittel der Krebsüberlebenden in den USA 9 00:00:31,960 --> 00:00:33,696 für die Behandlung verschulden. 10 00:00:33,720 --> 00:00:37,456 Außerdem ist es 2,5 Mal wahrscheinlicher, dass sie Insolvenz anmelden 11 00:00:37,480 --> 00:00:39,280 im Vergleich zu denen ohne Krebs. 12 00:00:39,680 --> 00:00:42,056 Diese Krankheit ist tiefgreifend. 13 00:00:42,080 --> 00:00:43,656 Sie ist emotional zehrend 14 00:00:43,680 --> 00:00:46,286 und für viele finanziell zerstörend. 15 00:00:47,880 --> 00:00:51,440 Jedoch muss eine Krebsdiagnose kein Todesurteil sein. 16 00:00:51,920 --> 00:00:53,776 Eine frühzeitige Krebsdiagnose, 17 00:00:53,800 --> 00:00:55,016 zeitnah nach Entstehung, 18 00:00:55,040 --> 00:00:58,656 ist einer der kritischen Faktoren, um die Behandlungschancen zu verbessern, 19 00:00:58,680 --> 00:01:00,656 den seelischen Einfluss zu verringern 20 00:01:00,680 --> 00:01:02,850 und finanzielle Lasten zu minimieren. 21 00:01:03,560 --> 00:01:04,775 Am wichtigsten dabei ist, 22 00:01:04,800 --> 00:01:06,056 dass Krebsfrüherkennung -- 23 00:01:06,080 --> 00:01:08,976 was eines der grundlegenden Ziele meiner Forschung ist -- 24 00:01:09,000 --> 00:01:11,160 die Überlebenschancen erhöht. 25 00:01:12,120 --> 00:01:14,856 Wenn wir Brustkrebs als Beispiel nehmen, 26 00:01:14,880 --> 00:01:18,376 sehen wir, dass die, die im Stadium 1 diagnostiziert und behandelt werden, 27 00:01:18,400 --> 00:01:22,510 eine Wahrscheinlichkeit von 100 % haben, die nächsten 5 Jahre zu überleben -- 28 00:01:22,760 --> 00:01:26,760 eine Chance, die auf 22 % sinkt, wenn die Behandlung im Stadium 4 beginnt. 29 00:01:28,040 --> 00:01:32,000 Es gibt ähnliche Tendenzen bei Dickdarm- und Eierstockkrebs. 30 00:01:34,000 --> 00:01:39,456 Uns allen ist bewusst, dass eine frühe und korrekte Diagnose 31 00:01:39,480 --> 00:01:41,600 entscheidend für das Überleben ist. 32 00:01:43,600 --> 00:01:45,300 Das Problem ist, 33 00:01:45,300 --> 00:01:47,900 dass viele Tools zur Krebsdiagnose 34 00:01:47,900 --> 00:01:49,896 invasiv, teuer und oft ungenau sind, 35 00:01:49,920 --> 00:01:53,560 und es vergeht qualvoll viel Zeit, bis man die Ergebnisse bekommt. 36 00:01:54,520 --> 00:01:56,936 Schlimmer ist es jedoch, dass es bei Krebsarten 37 00:01:56,960 --> 00:02:01,256 wie Eierstock-, Leber- oder Bauchspeicheldrüsenkrebs 38 00:02:01,280 --> 00:02:03,960 keine guten Screeningmethoden gibt. 39 00:02:04,880 --> 00:02:08,936 Daher müssen Menschen oft warten, bis körperliche Symptome auftreten, 40 00:02:08,960 --> 00:02:12,440 welche selbst bereits Indikatoren für ein spätes Stadium sind. 41 00:02:13,920 --> 00:02:17,496 Das ist wie ein Tornado in einem Gebiet, das kein Frühwarnsystem hat. 42 00:02:17,520 --> 00:02:19,416 Es gibt keine Warnung vor der Gefahr, 43 00:02:19,440 --> 00:02:22,296 da die bereits auf Ihrer Türschwelle ist, 44 00:02:22,320 --> 00:02:25,360 wenn die Überlebenschancen extrem gering sind. 45 00:02:27,400 --> 00:02:31,656 Der Komfort und das Vorhandensein von regelmäßigen Screeningmöglichkeiten, 46 00:02:31,680 --> 00:02:37,016 die bezahlbar und nicht-invasiv sind und viel früher Ergebnisse liefern können, 47 00:02:37,040 --> 00:02:41,480 würden uns mit einer beeindruckenden Waffe im Kampf gegen Krebs ausstatten. 48 00:02:42,760 --> 00:02:45,966 Eine frühe Warnung würde uns erlauben, der Krankheit voraus zu sein, 49 00:02:45,966 --> 00:02:48,576 anstatt bloß ihrem schonungslosen Erwachen zu folgen. 50 00:02:48,600 --> 00:02:50,576 Und das ist genau das, was ich mache. 51 00:02:50,600 --> 00:02:53,736 In den letzten 3 Jahren entwickelte ich Technologien, 52 00:02:53,760 --> 00:02:55,496 die Klinikärzten letztendlich 53 00:02:55,520 --> 00:02:58,800 mit schnellen Krebsdiagnosen im Anfangsstadium helfen können. 54 00:02:58,920 --> 00:03:02,776 Und mich treibt eine große wissenschaftliche Neugier an 55 00:03:02,800 --> 00:03:05,320 und der Wille, diese Statistiken zu ändern. 56 00:03:06,880 --> 00:03:08,470 Jedoch wurde letztes Jahr 57 00:03:08,960 --> 00:03:10,720 dieser Kampf viel persönlicher, 58 00:03:12,040 --> 00:03:14,890 als bei meiner Frau Brustkrebs diagnostiziert wurde. 59 00:03:15,560 --> 00:03:19,976 Das war eine Erfahrung, die eine starke und unerwartet emotionale Dimension 60 00:03:20,000 --> 00:03:21,800 zu dieser Arbeit hinzufügte. 61 00:03:23,240 --> 00:03:27,160 Ich weiß aus erster Hand, wie lebensverändernd die Behandlung sein kann, 62 00:03:27,520 --> 00:03:30,176 und mir ist das emotionale Chaos sehr bewusst, 63 00:03:30,200 --> 00:03:32,656 das Krebs bei der Familie anrichten kann, 64 00:03:32,680 --> 00:03:35,470 die in unserem Fall zwei junge Töchter einschloss. 65 00:03:36,400 --> 00:03:39,536 Da wir den Krebs zeitig während eines Routine-Mammogramms fanden, 66 00:03:39,560 --> 00:03:43,256 konzentrierten wir uns primär auf Behandlungsoptionen 67 00:03:43,280 --> 00:03:44,816 für den lokalisierten Tumor, 68 00:03:44,840 --> 00:03:49,240 was mir erneut bestätigte, wie wichtig eine frühe Diagnose ist. 69 00:03:50,960 --> 00:03:53,080 Anders als bei anderen Krebsarten, 70 00:03:53,400 --> 00:03:57,056 sind Mammogramme für Brustkrebs eine Screeningoption des Anfangsstadiums. 71 00:03:57,080 --> 00:03:59,296 Dennoch lässt sie nicht jeder machen 72 00:03:59,320 --> 00:04:00,906 oder sie entwickeln Brustkrebs, 73 00:04:00,930 --> 00:04:04,420 bevor das empfohlene mittlere Alter für Mammogramme erreicht ist. 74 00:04:05,560 --> 00:04:07,816 Es gibt also sehr viel Verbesserungspotenzial, 75 00:04:07,840 --> 00:04:10,096 sogar für Krebsarten mit Screeningmöglichkeiten 76 00:04:10,120 --> 00:04:11,720 und natürlich erhebliche Vorteile 77 00:04:11,720 --> 00:04:13,080 für die ohne. 78 00:04:13,680 --> 00:04:16,416 Eine Hauptaufgabe der Krebsforscher ist es also, 79 00:04:16,440 --> 00:04:17,736 Methoden zu entwickeln, 80 00:04:17,760 --> 00:04:21,296 die regelmäßige Screenings für viele Krebsarten 81 00:04:21,320 --> 00:04:22,920 viel zugänglicher machen. 82 00:04:23,920 --> 00:04:25,748 Stellen Sie sich ein Szenario vor, 83 00:04:25,748 --> 00:04:26,976 in dem der Arzt 84 00:04:27,000 --> 00:04:30,776 während einer Routineuntersuchung eine einfache, nicht-invasive Urinprobe 85 00:04:30,800 --> 00:04:32,640 oder andere Flüssigkeiten entnimmt 86 00:04:32,720 --> 00:04:36,424 und die Ergebnisse präsentiert, noch bevor Sie das Zimmer verlassen. 87 00:04:36,800 --> 00:04:40,336 Solch eine Technologie könnte die Zahl der Menschen, 88 00:04:40,360 --> 00:04:44,230 die durch das Netz einer frühen Diagnose fallen, drastisch reduzieren. 89 00:04:44,840 --> 00:04:47,656 Mein Forschungsteam aus Ingenieuren und Biochemikern 90 00:04:47,680 --> 00:04:49,920 arbeitet an genau dieser Herausforderung. 91 00:04:50,320 --> 00:04:55,456 Wir arbeiten an einer Lösung für eine regelmäßige frühe Krebswarnung, 92 00:04:55,480 --> 00:04:59,816 indem wir Screenings etablieren, die beginnen, wenn eine Person gesund ist, 93 00:04:59,840 --> 00:05:04,136 damit Maßnahmen getroffen werden können, um den Krebs beim Auftreten zu stoppen, 94 00:05:04,160 --> 00:05:07,150 noch bevor er über das Anfangsstadium hinauswächst. 95 00:05:08,640 --> 00:05:11,656 Die Wunderwaffe sind hier winzige Vesikel, 96 00:05:11,680 --> 00:05:16,120 kleine Rettungskapseln, die von Zellen mit dem Namen Exosomen stammen. 97 00:05:16,680 --> 00:05:19,416 Exosomen sind wichtige Biomarker, 98 00:05:19,440 --> 00:05:22,720 die ein Frühwarnsystem für die Krebsentwicklung bieten. 99 00:05:23,600 --> 00:05:27,136 Weil sie im Übermaß vorhanden sind, in ungefähr jeder Körperflüssigkeit 100 00:05:27,160 --> 00:05:29,656 einschließlich Blut, Urin und Speichel, 101 00:05:29,680 --> 00:05:33,880 eignen sie sich hervorragend für nicht-invasive Biopsien von Flüssigkeiten. 102 00:05:35,040 --> 00:05:36,616 Es gibt nur ein Problem. 103 00:05:36,640 --> 00:05:40,936 Ein automatisches System, das diese Biomarker schnell sortiert 104 00:05:40,960 --> 00:05:42,560 ist momentan nicht vorhanden. 105 00:05:43,680 --> 00:05:46,976 Wir entwickelten eine Technologie, die wir Nano-DLD nennen 106 00:05:47,000 --> 00:05:49,120 und die genau das kann: 107 00:05:49,920 --> 00:05:52,616 das automatische Isolieren von Exosomen, 108 00:05:52,640 --> 00:05:55,120 um schnelle Krebsdiagnosen zu fördern. 109 00:05:56,040 --> 00:05:59,576 Exosomen sind so gesehen die neusten Frühwarnmittel 110 00:05:59,600 --> 00:06:01,656 im Bereich der Flüssigkeitenbiopsie. 111 00:06:01,680 --> 00:06:03,976 Sie sind sehr, sehr klein. 112 00:06:04,000 --> 00:06:07,520 Der Durchmesser beträgt 30 bis 150 Nanometer. 113 00:06:08,280 --> 00:06:09,576 Das ist so klein, 114 00:06:09,600 --> 00:06:13,240 dass ca. 1 Million davon in nur ein rotes Blutkörperchen passen. 115 00:06:13,800 --> 00:06:16,136 Das ist der Unterschied zwischen einem Golfball 116 00:06:16,160 --> 00:06:17,880 und einem feinem Sandkorn. 117 00:06:18,920 --> 00:06:22,616 Einst als kleine Abfalleimer für unerwünschten zellularen Müll abgetan, 118 00:06:22,640 --> 00:06:23,868 weiß man nun, 119 00:06:23,868 --> 00:06:25,616 dass Zellen wirklich kommunizieren, 120 00:06:25,640 --> 00:06:28,776 in dem sie Exosomen produzieren und absorbieren, 121 00:06:28,800 --> 00:06:31,176 die Oberflächenrezeptoren, 122 00:06:31,200 --> 00:06:35,200 Proteine und anderes Erbgut aus der Ursprungszelle beinhalten. 123 00:06:36,520 --> 00:06:39,176 Bei der Aufnahme durch eine Nachbarzelle 124 00:06:39,200 --> 00:06:43,016 geben Exosomen ihre Inhalte in die absorbierende Zelle frei 125 00:06:43,040 --> 00:06:46,256 und können fundamentale Änderungen in der Exprimierung bewirken -- 126 00:06:46,280 --> 00:06:47,496 einige sind gut 127 00:06:47,520 --> 00:06:49,256 und andere, wie Krebs, 128 00:06:49,280 --> 00:06:50,856 sind schlecht. 129 00:06:50,880 --> 00:06:54,656 Weil sie vom Material der Mutterzelle umgeben sind 130 00:06:54,680 --> 00:06:56,616 und eine Probe der Umgebung beinhalten, 131 00:06:56,640 --> 00:07:01,720 liefern sie eine genetische Momentaufnahme der Zellgesundheit und ihrer Herkunft. 132 00:07:03,200 --> 00:07:06,336 All diese Eigenschaften machen Exosomen zu unbezahlbaren Boten, 133 00:07:06,360 --> 00:07:07,976 die es Ärzten potentiell erlauben, 134 00:07:08,000 --> 00:07:10,920 den Gesundheitsstand auf zellularer Ebene einzusehen. 135 00:07:12,080 --> 00:07:13,736 Um Krebs jedoch früh zu erkennen, 136 00:07:13,760 --> 00:07:16,696 muss man diese Botschaften regelmäßig abhören, 137 00:07:16,720 --> 00:07:20,216 um festzustellen, wann im Körper krebserregende Störenfriede entscheiden, 138 00:07:20,240 --> 00:07:22,056 einen Coup zu starten. 139 00:07:22,080 --> 00:07:25,096 Darum sind regelmäßige Screenings wichtig 140 00:07:25,120 --> 00:07:28,380 und deshalb entwickeln wir Technologien, die das ermöglichen. 141 00:07:29,120 --> 00:07:34,776 Obwohl exosomenbasierte Diagnostika dieses Jahr auf den Markt kamen, 142 00:07:34,800 --> 00:07:38,420 sind sie noch kein Bestandteil des regulären Gesundheitswesens. 143 00:07:39,320 --> 00:07:41,176 Zusätzlich zu ihrer jungen Entstehung 144 00:07:41,200 --> 00:07:44,656 ist ein weiterer Aspekt, der die umfassende Einführung begrenzt, 145 00:07:44,680 --> 00:07:48,616 dass es momentan kein automatisches System zur Isolierung von Exosomen gibt, 146 00:07:48,640 --> 00:07:51,840 das ein regelmäßiges Screening kostengünstig verfügbar macht. 147 00:07:52,800 --> 00:07:55,536 Der momentane Maßstab in Sachen Exosomenisolierung 148 00:07:55,560 --> 00:07:57,496 beinhaltet Ultrazentrifugation, 149 00:07:57,520 --> 00:08:00,776 ein Prozess, der teures Laborequipment, 150 00:08:00,800 --> 00:08:02,056 einen geübten Laboranten 151 00:08:02,080 --> 00:08:05,120 und ca. 30 Stunden benötigt, um eine Probe zu bearbeiten. 152 00:08:06,600 --> 00:08:11,256 Wir entwickelten eine andere Methode für eine automatisierte Exosomenisolation 153 00:08:11,280 --> 00:08:12,860 etwa einer Urinprobe. 154 00:08:13,560 --> 00:08:17,816 Wir nutzen eine chipbasierte, kontinuierlich fließende Teilungsmethode, 155 00:08:17,840 --> 00:08:20,816 Deterministic Lateral Displacement. 156 00:08:20,840 --> 00:08:22,216 Damit machten wir das, 157 00:08:22,240 --> 00:08:26,696 was die Halbleiterindustrie so erfolgreich in den letzten 50 Jahren machte. 158 00:08:26,720 --> 00:08:29,346 Wir schrumpften die Dimensionen dieser Technologie 159 00:08:29,346 --> 00:08:32,060 vom Mikrometermaßstab zum echten Nanomaßstab. 160 00:08:32,720 --> 00:08:34,176 Wie funktioniert das? 161 00:08:34,200 --> 00:08:35,456 Kurz gefasst 162 00:08:35,480 --> 00:08:39,456 wird eine Reihe kleiner Säulen, getrennt von nanoskopischen Lücken, 163 00:08:39,480 --> 00:08:40,736 so angeordnet, 164 00:08:40,760 --> 00:08:43,816 dass sie die Flüssigkeit in Stromlinien teilt, 165 00:08:43,840 --> 00:08:47,216 sodass die größeren, Krebs-assoziierten Nanopartikel 166 00:08:47,240 --> 00:08:51,136 durch eine Weiterleitung von kleineren, gesunden Partikeln getrennt werden. 167 00:08:51,160 --> 00:08:52,696 Diese können sich 168 00:08:52,720 --> 00:08:55,256 mit einer Zickzack-Bewegung um die Säulen herum 169 00:08:55,280 --> 00:08:56,840 in Fliessrichtung bewegen. 170 00:08:58,080 --> 00:09:02,080 Das Ergebnis ist eine komplette Trennung dieser beiden Partikelgruppen. 171 00:09:03,440 --> 00:09:07,136 Vorstellen können Sie sich diese Teilung 172 00:09:07,160 --> 00:09:11,016 wie den Verkehr auf einer Schnellstraße, die sich in zwei Straßen aufteilt. 173 00:09:11,040 --> 00:09:12,248 Eine davon führt 174 00:09:12,248 --> 00:09:14,496 in einen niedrigen Tunnel unter einem Berg 175 00:09:14,520 --> 00:09:16,576 und die andere Straße führt drumherum. 176 00:09:16,600 --> 00:09:19,376 Die kleineren Autos können durch den Tunnel fahren, 177 00:09:19,400 --> 00:09:22,696 während die größeren Lastwagen, mit potentiell gefährlichem Material, 178 00:09:22,720 --> 00:09:24,480 die Umleitung nehmen müssen. 179 00:09:25,600 --> 00:09:29,696 Der Verkehr wird so effektiv nach Größe und Ladung geteilt, 180 00:09:29,720 --> 00:09:31,736 ohne den Fluss zu behindern. 181 00:09:31,760 --> 00:09:36,040 Genau so funktioniert unser System in einem sehr viel kleineren Rahmen. 182 00:09:37,600 --> 00:09:41,456 Die Idee dahinter ist, dass der Teilungsprozess für Screenings 183 00:09:41,480 --> 00:09:45,536 genauso einfach wie das Auswerten einer Urin-, Blut- oder Speichelprobe ist, 184 00:09:45,560 --> 00:09:48,856 was eine kurzfristige Möglichkeit innerhalb der nächsten Jahre ist. 185 00:09:48,880 --> 00:09:54,176 Letztendlich könnte es zur Isolation und Erkennung von Exosomen genutzt werden, 186 00:09:54,200 --> 00:09:57,226 die mit einer bestimmten Krebsart in Verbindung gebracht werden, 187 00:09:57,240 --> 00:10:01,460 indem ihre Präsenz innerhalb von Minuten aufgespürt und mitgeteilt wird. 188 00:10:01,460 --> 00:10:04,420 Das würde schnelle Diagnosen nahezu mühelos machen. 189 00:10:04,720 --> 00:10:05,976 Vereinfacht gesagt 190 00:10:06,000 --> 00:10:09,096 würde die Möglichkeit der Teilung und Anreicherung von Biomarkern, 191 00:10:09,096 --> 00:10:11,640 mit nanoskaliger Präzision und automatisiert, 192 00:10:12,250 --> 00:10:15,816 die Tür für ein besseres Verständnis solcher Krankheiten wie Krebs öffnen -- 193 00:10:15,816 --> 00:10:19,776 mit Einsatzbereichen von Probenpräparation über Diagnostik 194 00:10:19,800 --> 00:10:23,130 und von Arzneimittelresistenzüberwachung bis zur Therapeutik. 195 00:10:23,440 --> 00:10:25,456 Sogar bevor meine Frau Krebs entwickelte, 196 00:10:25,480 --> 00:10:29,430 war es mein Traum, die Automatisierung dieses Prozesses zu vereinfachen, 197 00:10:29,840 --> 00:10:32,776 um regelmäßige Screenings erschwinglicher zu machen, 198 00:10:32,800 --> 00:10:35,110 ähnlich wie Henry Ford das Automobil 199 00:10:35,110 --> 00:10:37,296 für die Allgemeinheit bezahlbar machte, 200 00:10:37,320 --> 00:10:39,576 indem er das Fliessband entwickelte. 201 00:10:39,600 --> 00:10:42,610 Automatisierung ist der Schlüssel für Zugänglichkeit. 202 00:10:44,280 --> 00:10:46,136 Im Geiste des Hoover-Traums 203 00:10:46,160 --> 00:10:49,056 „Ein Huhn in jedem Topf und ein Auto in jeder Garage“ 204 00:10:49,080 --> 00:10:50,616 entwickeln wir eine Technologie, 205 00:10:50,616 --> 00:10:54,336 die letztendlich ein Krebs-Früherkennungssystem 206 00:10:54,360 --> 00:10:55,890 in jedes Zuhause bringen könnte. 207 00:10:55,910 --> 00:10:58,096 Das würde jedem Mann, jeder Frau und jedem Kind 208 00:10:58,096 --> 00:11:02,216 die Möglichkeit regelmäßiger Tests geben, während sie noch gesund sind, 209 00:11:02,240 --> 00:11:04,510 und Krebs beim ersten Auftreten erkennen. 210 00:11:05,180 --> 00:11:07,076 Es ist meine Hoffnung und mein Traum, 211 00:11:07,076 --> 00:11:10,616 Menschen weltweit zu helfen, hohe Kosten zu vermeiden -- 212 00:11:10,640 --> 00:11:13,176 physische, finanzielle und seelische -- 213 00:11:13,200 --> 00:11:15,580 denen sich Krebspatienten heute gegenüber sehen. 214 00:11:15,580 --> 00:11:18,580 Schwierige Umstände, die ich gut kenne. 215 00:11:19,500 --> 00:11:23,600 Ich freue mich auch mitzuteilen, dass aufgrund der frühen Krebsdiagnose 216 00:11:23,600 --> 00:11:25,756 die Behandlung meiner Frau erfolgreich war 217 00:11:25,756 --> 00:11:27,956 und sie jetzt krebsfrei ist. 218 00:11:27,956 --> 00:11:29,960 (Applaus) 219 00:11:36,160 --> 00:11:40,560 Dieses Ergebnis würde ich gerne bei jedem mit einer Krebsdiagnose sehen. 220 00:11:41,280 --> 00:11:43,336 Mit der Arbeit, die mein Team 221 00:11:43,360 --> 00:11:46,046 bei der nanoskaligen Biomarkertrennung 222 00:11:46,046 --> 00:11:49,056 für eine frühe Krebsdiagnose geleistet hat, 223 00:11:49,080 --> 00:11:51,616 bin ich optimistisch, dass diese Technologie 224 00:11:51,640 --> 00:11:54,216 innerhalb des nächsten Jahrzehnts verfügbar sein wird, 225 00:11:54,240 --> 00:11:58,120 um unsere Freunde, Familie und zukünftige Generationen zu schützen. 226 00:11:58,680 --> 00:12:02,576 Sogar wenn wir das Pech haben, Krebs diagnostiziert zu bekommen, 227 00:12:02,600 --> 00:12:05,480 wird diese frühe Warnung ein Hoffnungsschimmer sein. 228 00:12:06,280 --> 00:12:07,496 Danke. 229 00:12:07,520 --> 00:12:13,309 (Applaus)