Мир без рака: Джек Андрака на TEDxRedmond

Джек Андрака получил премию Гордона Мура на Международной ярмарке науки и техники Intel 2012 года (практически Олимпийские игры для научных исследований школьников) за неинвазивный бумажный датчик для обнаружения рака поджелудочной железы, яичников и лёгких на ранних стадиях за 5 минут стоимостью 3 цента. Он не требует громоздкого оборудования и специального обучения. Датчик также может определять устойчивость рака к лекарствам, эффективность лечения рака, выявлять присутствие кишечной палочки, сальмонеллы и ротавирусов в воде и пище, наличие переносимых с кровью патогенов типа ВИЧ и других болезней, передающихся половым путём. Кроме премии Мура Джек получил награду Google «За решение объёмной и кажущейся нерешаемой задачи простым способом с далеко идущими последствиями». Общая сумма призов составила более 100 000 долларов.

(Диктор) Лауреат премии Гордона Мура
за 2012 год с призовыми в 75 000 долларов

в категории «Медицина и здоровье»,

(Приветствия)
(Аплодисменты)

получивший главный приз,
Джек Томас Андрака.

(Приветствия)
(Аплодисменты)

(Звуки труб)
(Аплодисменты)

А теперь, дамы и господа,

(Аплодисменты)

я имею честь
представить вам победителей

Международной ярмарки науки и техники
Intel 2012 года (Аплодисменты)

(Смех)

Джек Андрака: Ну вот и я.

Всё, доклад закончен, пока.

О раке говорится очень много.

Эта тема близка всем нам.

Но представьте себе мир без рака.

Вот если бы был сенсор
вроде тест-полоски для диабетиков,

определяющий рак за 5 минут
по цене меньше 3 центов.

Представьте: в 168 раз быстрее,
в 26 000 раз дешевле,

в 400 раз чувствительнее,
чем сейчас.

Я создал такую полоску.

Толчком для этого послужила

смерь близкого родственника
от рака поджелудочной железы.

Это изматывающая болезнь.
Практически смертный приговор.

Как видите, через 5 лет

только 5,5% пациентов
с таким диагнозом ещё живы.

Ошеломляющая статистика.

Как эти цифры могут быть приемлемы

для такого
технологически продвинутого общества?

Я заинтересовался
и начал изучать тему.

Я обнаружил,
что есть некоторые белки,

концентрация которых в крови растёт,

если у человека
рак поджелудочной железы.

Моё внимание привлёк
один из них, мезотелин.

Он характерен именно для рака поджелудочной
железы, причём на ранних стадиях.

А если обнаружить этот рак
на ранних стадиях,

выживаемость составляет
почти 100% вместо 5.5%.

Основная проблема
существующего теста —

его низкая точность.

К примеру, он реагирует
и на воспаление поджелудочной железы.

Для меня это неприемлемо.

70% чувствительность
и ещё меньшая специфичность —

это тонны ложноположительных
и ложноотрицательных результатов.

И тут появляются эти крутые штуки —
углеродные нанотрубки.

Супергерои материаловедения.

Это трубки из углерода толщиной в атом
с фантастическими свойствами.

Я очень заинтересовался ими.

Идея возникла в неподходящем месте —
кабинете биологии.

Мы изучали антитела — молекулы,
которые соединяются с определёнными белками,

как ключ подходит к определённому замку.

В данном случае —
это маркер ракового белка мезотелина.

И тут возникла идея.
Я читал статью в кабинете биологии —

про нанотрубки —

я знал об этом белке, мезотелине,
и мы изучали антитела.

Похоже на головоломку «Соедини точки»,
где получается фигура,

в данном случае, датчик.

Вот что у меня получилось.

Создадим сеть из углеродных нанотрубок
с одноатомными стенками и антител.

Если на эту сеть нанести немного крови,

содержащей нужный белок,

этот белок соединится с антителом,
создав бо́льшую молекулу.

Из-за этого
сопротивление датчика изменится.

Это изменение можно измерить
простейшим омметром за 50 долларов.

И сделать его очень легко.

Создаём однородную
дисперсионную среду.

Смешаем её с углеродными нанотрубками
и антителами.

Окунём туда полоску
фильтровальной бумаги.

Всё очень просто.

Высушим, и можно использовать её
какое-то время.

Ничего сложного.

Можно измерить
обычным дешёвым омметром.

Нужно меньше
шестой части капли крови.

Крошечный укол в палец.

Для диагностики болезни
по уровню белка

нужно установить границу нормы.

Выше неё уровень считается
ненормально высоким.

Ниже неё норма, всё в порядке.

Я выбрал уровень
10 нанограмм на миллилитр.

Нанограмм —
очень маленькое количество.

Одна миллиардная.

Всего-то.

Теперь мне надо было проверить,
работает ли мой датчик на деле.

Я взял 100 пациентов

с раком поджелудочной
на разных стадиях.

Как видите,
у всех уровень выше 20 нанограмм.

Намного выше нашего предельного уровня
10 нг на миллилитр.

Чувствительность 100%.

Затем я взял проверочные образцы
у здоровых людей.

Может, не совсем здоровых,
но без рака поджелудочной.

У всех уровень ниже
10 нанограмм на миллилитр.

Значит, тест не даёт ни ложнопозитивных,
ни ложнонегативных результатов.

Это означает 100% точность диагноза.

Можно спасти тысячи жизней,

изменить само понимание
диагностики рака.

Но и это не всё.
Оказывается, мы можем определять,

насколько эффективны
химиотерапия или лечебный режим,

насколько эффективна операция.

Здесь видно, что
после каждого средства для химиотерапии —

я проверил пять на подопытных мышах —

уровень мезотелина разный.

Хорошо видно,
насколько эффективно идёт лечение.

Можно определять, к примеру,
устойчивость к лекарству.

В результате я создал датчик,
определяющий рак поджелудочной.

Очень простой. Очень быстрый.
5 минут и 3 цента.

Неинвазивный. Чувствительный.
Избирательный.

По сравнению с сегодняшним золотым
стандартом обнаружения рака поджелудочной,

он в 168 раз быстрее,

в 26 000 раз дешевле
и в 400 раз чувствительнее.

И это не считая того,
что нужна специальная практика

на уровне университета
для этого «золотого стандарта»,

плюс дорогостоящая громоздкая машина
под названием ELISA для обработки.

Для моего теста хватит
омметра за 50 долларов из хозмага.

Кроме того,
уровень проверяемого белка, мезотелина,

растёт также
при раке яичников и легких.

Поэтому мой сенсор определяет
и эти разновидности рака.

Похожие белки определены
для 40 других видов рака.

Этот детектор определяет
почти каждую разновидность рака.

Это открывает
почти безграничные возможности.

Просто меняем антитело в сенсоре

и определяем всё, что угодно,
любой белок.

И значит, другие виды рака,
другие болезни —

кишечную палочку, ротавирусы,
сальмонеллу, ВИЧ.

Все виды рака и болезней,
преследующие нас.

С этой технологией можно спасти
тысячи, миллионы, миллиарды жизней.

Она также определяет,
насколько эффективно лечение.

Это изменит наши представления
о медицине в целом.

Простая тест-полоска для диабета

не только выявит вашу болезнь
через 5 минут за 3 цента,

но и подскажет,
чем и как лучше всего лечить её.

И ещё — о, двух слайдов не хватает.

И в заключение, вам для раздумий.

Я не единственный,
кто мог это сделать.

Любой смог бы.

Мне потребовалось всего 200 электронных писем
и много упорного труда,

но это уже другая история.

Просто спросите себя.

Представьте себе мир,

где вы станете как я
и сможете, ликуя, подбежать к сцене.

Спасибо.

(Аплодисменты)