Ova malena čestica bi mogla lutati po vašem telu u potrazi za tumorima

Šta ako bismo mogli pronaći kancerogene tumore godinama pre no što nam mogu naškoditi, bez skupe opreme za skrining ili čak stabilne struje? Lekarka, bioinženjerka i preduzetnica, Sadžita Batia, vodi multidisciplinarnu laboratoriju u kojoj se traže novi načini za razumevanje, dijagnostiku i lečenje bolesti ljudi. Njena meta: dve trećine smrtnih slučajeva zbog raka za koje kaže da se mogu sprečiti. Izuzetno jasno, ona izlaže kompleksnu nauku o nanočesticama i deli svoj san o radikalnom novom testu za rak koji bi mogao spasiti milione života.

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)