To detect diseases earlier, let's speak bacteria's secret language | Fatima AlZahra'a Alatraktchi

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

المترجم: hypa kamal

أنتم لا تعرفوهم.

You don't know them.

You don't see them.

لا ترونهم.

But they're always around,

ولكنهم دائمًا في الجوار،

whispering,

يهمسون،

making secret plans,

يرسمون الخطط السرية،

building armies with millions of soldiers.

يجهزون جيوشًا من ملايين الجنود.

And when they decide to attack,

وعندما يقررون الهجوم،

they all attack at the same time.

يهاجمون معًا في نفس الوقت.

I'm talking about bacteria.

أنا أتحدث عن البكتريا.

(Laughter)

(ضحك)

Who did you think I was talking about?

من ظننتم أنني أتحدث عنهم؟

Bacteria live in communities just like humans.

تعيش البكتريا في مجتمعات تمامًا كما يعيش البشر.

They have families,

لديهم عائلات،

they talk,

يتحدثون،

and they plan their activities.

ويخططون لنشاطاتهم.

And just like humans, they trick, deceive,

وكالبشر، يخدعون، ويحتالون،

and some might even cheat on each other.

وبعضهم قد يغش الآخر.

What if I tell you that we can listen to bacterial conversations

ماذا لو أخبرتكم بأننا قادرون على الاستماع لأحاديث البكتريا

and translate their confidential information into human language?

وترجمة معلوماتهم الخصوصية إلى لغة البشر

And what if I tell you that translating bacterial conversations can save lives?

وماذا لو أخبرتكم أن ترجمة أحاديث البكتريا قادر على إنقاذ حياة بشر

I hold a PhD in nanophysics,

أنا حائزة على دكتوراه في فيزياء النانو،

and I've used nanotechnology to develop a real-time translation tool

وقد استخدمت تكنولوجيا النانو لتطوير وسيلة حقيقية للترجمة

that can spy on bacterial communities

تتجسس على مجتمعات البكتريا

and give us recordings of what bacteria are up to.

وتمنحنا تسجيلات لما تخطط له البكتريا.

Bacteria live everywhere.

البكتريا تعيش في كل مكان.

They're in the soil, on our furniture

موجودة في التربة، على أثاثنا

and inside our bodies.

وفي داخل أجسامنا.

In fact, 90 percent of all the live cells in this theater are bacterial.

في الحقيقة، 90% من كل الخلايا الحية في ذلك المسرح عبارة عن بكتريا.

Some bacteria are good for us;

بعض البكتريا جيدة لنا؛

they help us digest food or produce antibiotics.

تساعدنا على هضم الطعام أو إنتاج الأجسام المضادة.

And some bacteria are bad for us;

وبعضها مضر لنا؛

they cause diseases and death.

تسبب لنا الأمراض والموت.

To coordinate all the functions bacteria have,

لتنسيق كل الوظائف التي تؤديها البكتريا،

they have to be able to organize,

يجب أن تكون قادرة على التنظيم،

and they do that just like us humans --

وهم قادرون على ذلك تمامًا كما يستطيع البشر-

by communicating.

عن طريق التواصل.

But instead of using words,

لكن عوضًا عن استخدامهم للكلمات،

they use signaling molecules to communicate with each other.

يستخدمون جزيئات إشارة للتواصل مع بعضهم البعض.

When bacteria are few,

عندما تكون البكتريا قليلة،

the signaling molecules just flow away,

تبتعد جزيئات الإشارة بعيدًا،

like the screams of a man alone in the desert.

مثل صرخات رجل وحيد في الصحراء.

But when there are many bacteria, the signaling molecules accumulate,

لكن عندما تكون بعدد كبير، تتكدس جزيئات الإشارة،

and the bacteria start sensing that they're not alone.

وتبدأ البكتريا، في الإحساس بأنها غير وحيدة.

They listen to each other.

يستمعون لبعضهم البعض.

In this way, they keep track of how many they are

بهذه الوسيلة، يستمرون في معرفة عددهم

and when they're many enough to initiate a new action.

ومتى يصلون لعدد كاف للشروع في نشاط جديد.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

وعندما تصل جزيئات الإشارة إلى بداية محددة،

all the bacteria sense at once that they need to act

كل البكتريا تشعر في وقت واحد بحاجتها لعمل

with the same action.

نفس التصرف.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

لذا فإن محادثات البكتريا تتكون من المبادرة والتفاعل،

a production of a molecule and the response to it.

إنتاج الجزيئات والإستجابة لها

In my research, I focused on spying on bacterial communities

في بحثي، قمت بالتركيز على التجسس على مجتمعات البكتريا

inside the human body.

في الجسد البشري.

How does it work?

كيف تعمل؟

We have a sample from a patient.

لدينا عينة من مريض.

It could be a blood or spit sample.

قد تكون عينة دماء أو لعاب،

We shoot electrons into the sample,

نطلق الإلكترونات إلى داخل العينة،

the electrons will interact with any communication molecules present,

ستتفاعل الإلكترونات مع أي تواصل تقدمه الجزيئات،

and this interaction will give us information

وذلك التفاعل سيمنحنا معلومات

on the identity of the bacteria,

عن هوية البكتريا،

the type of communication

نوعية التواصل بينهم

and how much the bacteria are talking.

وكم الحوار بين البكتريا.

But what is it like when bacteria communicate?

ولكن كيف يبدو الأمر عندما تتواصل البكتريا؟

Before I developed the translation tool,

قبل أن أقوم بتطوير أداة الترجمة،

my first assumption was that bacteria would have a primitive language,

كان تخميني الأول أن البكتريا ربما يكون لديها لغة بدائية،

like infants that haven't developed words and sentences yet.

مثل الرضع، لا يكونون قد طوروا كلمات وجمل بعد.

When they laugh, they're happy; when they cry, they're sad.

عندما يضحكون، إذن هم سعداء؛ عندما يبكون، إذن هم حزينون.

Simple as that.

الأمر بسيط بذلك الشكل.

But bacteria turned out to be nowhere as primitive as I thought they would be.

ولكن اتضح أن البكتريا ليست بدائية كما ظننت.

A molecule is not just a molecule.

الجزئ ليس مجرد جزئ.

It can mean different things depending on the context,

قد يعني العديد من الأشياء حسب سياق الحديث،

just like the crying of babies can mean different things:

مثل بكاء الأطفال قد يعني العديد من المعاني؛

sometimes the baby is hungry,

أحيانًا يكون الطفل جائعًا،

sometimes it's wet,

أحيانًا يكون مبتلاً،

sometimes it's hurt or afraid.

أحيانًا يكون متألمًا أو خائفًا.

Parents know how to decode those cries.

الآباء قادرون على فك شفرة هذه البكاءات.

And to be a real translation tool,

ولتكون أداة ترجمة حقيقية،

it had to be able to decode the signaling molecules

كان يجب أن تمتلك القدرة على فك شفرة جزيئات الإشارة

and translate them depending on the context.

وترجمتها بناءً على سياق الحديث.

And who knows?

ومن يعلم؟

Maybe Google Translate will adopt this soon.

ربما يتبنى محرك ترجمة جوجل هذا في القريب.

(Laughter)

(ضحك)

Let me give you an example.

اسمحوا لي بشرح مثال.

I've brought some bacterial data that can be a bit tricky to understand

أحضرت معي بيانات البكتريا التي يمكن أن تكون صعبة الفهم

if you're not trained,

إذا لم تكونوا مدربين،

but try to take a look.

ولكن جربوا إلقاء نظرة.

(Laughter)

(ضحك)

Here's a happy bacterial family that has infected a patient.

هذه عائلة بكتريا سعيدة التي أصابت مريض بالعدوى.

Let's call them the Montague family.

لنسميهم عائلة مونتيجيو.

They share resources, they reproduce, and they grow.

يتشاركون المصادر، يتكاثرون، ويكبرون معًا.

One day, they get a new neighbor,

يومًا ما، سكن بجوارهم جار جديد،

bacterial family Capulet.

عائلة البكتريا كابوليت.

(Laughter)

(ضحك)

Everything is fine, as long as they're working together.

كل شئ بخير، طالما يعملون سويًا.

But then something unplanned happens.

ولكن يحدث شيء غير مخطط له.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

روميو من عائلة مونتيجيو لديه علاقة ب جولييت من عائلة كابوليت.

(Laughter)

(ضحك)

And yes, they share genetic material.

ونعم، يتشاركون مادة وراثية.

(Laughter)

(ضحك)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

والآن، هذا التبادل الجيني قد يكون خطرًا على عائلة مونتيجيو

that have the ambition to be the only family in the patient they have infected,

والتي لديها طموح بأن تبقى العائلة الوحيدة في جسد المريض الذي سببت له العدوى،

and sharing genes contributes

وتشارك الجينات يساهم في

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

تطور مقاومة عائلة كابوليت للمضادات الحيوية.

So the Montagues start talking internally to get rid of this other family

لذا تبدأ عائلة مونتيجيو التحدث داخليًا للتخلص من تلك العائلة الأخرى

by releasing this molecule.

بإطلاق ذلك الجزئ.

(Laughter)

(ضحك)

And with subtitles:

وبالنص المترجم:

[Let us coordinate an attack.]

(لننسق هجومًا.)

(Laughter)

(ضحك)

Let's coordinate an attack.

لننسق هجومًا.

And then everybody at once responds

ويستجيب الكل على الفور

by releasing a poison that will kill the other family.

بإطلاق سم سيقتل العائلة الأخرى.

[Eliminate!]

(تدمير!)

(Laughter)

(ضحك)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

ترد عائلة كابوليت بهجوم مضاد.

[Counterattack!]

(هجوم مضاد!)

And they have a battle.

ويخوضون معركة.

This is a video of real bacteria dueling with swordlike organelles,

هذا فيديو لبكتريا حقيقية تتبارز بالسيوف مثل العضيات،

where they try to kill each other

فيحاول كل منهم قتل الآخر

by literally stabbing and rupturing each other.

عن طريق طعن بعضهم حرفيًا وتمزيقهم لبعض.

Whoever's family wins this battle becomes the dominant bacteria.

أيًا كانت العائلة الرابحة لتلك المعركة تصبح البكتريا المهيمنة.

So what I can do is to detect bacterial conversations

وما أستطيع أنا أن أقوم به هو كشف محادثات البكتريا

that lead to different collective behaviors

التي تقود لسلوك مجمع ومختلف

like the fight you just saw.

مثل القتال الذي شاهدتموه لتوكم

And what I did was to spy on bacterial communities

وما قمت أنا به هو التجسس على مجتمعات البكتريا

inside the human body

في الجسد البشري

in patients at a hospital.

في مرضى بالمستشفى.

I followed 62 patients in an experiment,

لقد تتبعت 62 مريض في التجربة،

where I tested the patient samples for one particular infection,

حيث قمت باختبار عينات المرضى لعدوى واحدة بعينها،

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

بدون معرفة النتائج للتشخيصات التقليدية.

Now, in bacterial diagnostics,

الآن، في التشخيصات البكتيرية،

a sample is smeared out on a plate,

العينة تلوث في طبق،

and if the bacteria grow within five days,

وإذا نمت البكتريا في خلال خمسة أيام،

the patient is diagnosed as infected.

يشخص المريض بأنه مصاب.

When I finished the study and I compared the tool results

عندما أنهيت الدراسة وقارنت نتائج الأداة

to the traditional diagnostic test and the validation test,

باختبارات التشخيصات التقليدية واختبارات الفاعلية،

I was shocked.

صدمت.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

كان الأمر مذهلاً أكثر من كل توقعاتي.

But before I tell you what the tool revealed,

ولكن قبل أن أخبركم عن ماذا كشفت الآداة،

I would like to tell you about a specific patient I followed,

أود أن أحكي لكم عن مريض بعينه، تتبعت أخباره،

a young girl.

فتاة صغيرة.

She had cystic fibrosis,

كانت مصابة بالتليف الكيسي،

a genetic disease that made her lungs susceptible to bacterial infections.

مرض جيني يجعل رئتيها عرضة للتأثر السريع بالكبتريا.

This girl wasn't a part of the clinical trial.

هذه الفتاة لم تكن جزء من التجربة السريرية.

I followed her because I knew from her medical record

لقد تتبعتها لأنني عرفت من سجلاتها الطبية

that she had never had an infection before.

بأنها لم تصب بأي عدوى من قبل.

Once a month, this girl went to the hospital

مرة كل شهر، تذهب هذه الفتاة إلى المستشفى

to cough up a sputum sample that she spit in a cup.

لتبصق عينة بلغم في كوب.

This sample was transferred for bacterial analysis

ترسل تلك العينة لتحليل البكتريا

at the central laboratory

في المختبر المركزي

so the doctors could act quickly if they discovered an infection.

ليبدأ الأطباء في اتخاذ اللازم بسرعة إذا اكتشفوا عدوى.

And it allowed me to test my device on her samples as well.

وقد أتاح لي ذلك اختبار أداتي على عينتها أيضاً.

The first two months I measured on her samples, there was nothing.

في أول شهرين قمت بقياس عيناتها، ولم يكن هناك بكتريا.

But the third month,

ولكن في الشهر الثالث،

I discovered some bacterial chatter in her sample.

اكتشفت بعض اللغو البكتيري في عيناتها.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

كانت البكتريا تنسق لتدمير نسيج رئتيها.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

ولكن الفحوص التقليدية لم تظهر أي بكتريا على الإطلاق.

I measured again the next month,

قمت بالقياس مجددًا في الشهر التالي،

and I could see that the bacterial conversations became even more aggressive.

وأمكنني التأكد من أن المحادثات البكتيرية أصبحت أكثر وضوحًا.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

ولكن الفحوص التقليدية لم تظهر أي شيء.

My study ended, but a half a year later, I followed up on her status

انتهت دراستي، ولكن بعد نصف عام تالي، كنت مازلت ألحق حالتها

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

لأتأكد فقط من أن تلك البكتريا التي اكتشفتها أنا قد اختفت

without medical intervention.

بدون تدخل طبي.

They hadn't.

لم تختفي.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

ولكن الفتاة الآن مشخصة بالإصابة بعدوى حادة

of deadly bacteria.

ببكتريا قاتلة.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

كانت نفس البكتريا التي اكتشفتها أداتي سابقًا.

And despite aggressive antibiotic treatment,

وبرغم المعالجة القاسية للمضادات الحيوية،

it was impossible to eradicate the infection.

كان من المستحيل القضاء على العدوى.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

اعتقد الأطباء أنها لن تنجو حتى تتم العشرين.

When I measured on this girl's samples,

عندما قمت بقياس عينات تلك الفتاة،

my tool was still in the initial stage.

كانت أداتي ما تزال في مرحلتها المبدئية.

I didn't even know if my method worked at all,

لم أكن أعرف أصلاً إن كان منهجي سليماً،

therefore I had an agreement with the doctors

لذلك كان لدي إتفاق مع الأطباء

not to tell them what my tool revealed

بأن لا أخبرهم ما كشفت عنه آداتي

in order not to compromise their treatment.

من أجل عدم تعريض علاجاتهم للفشل.

So when I saw these results that weren't even validated,

لذا عندما رأيت تلك النتائج والتي لم تكن حتى موثقة،

I didn't dare to tell

لم أجرؤ على إخبارهم

because treating a patient without an actual infection

لأن علاج مريض بدون عدوى حقيقية

also has negative consequences for the patient.

أيضًا يتسبب بآثار سلبية للمريض.

But now we know better,

ولكننا الآن نعرف أفضل،

and there are many young boys and girls that still can be saved

وهناك العديد من الصبية والبنات مازال بالإمكان إنقاذهم

because, unfortunately, this scenario happens very often.

لأنه، وللأسف، يحدث هذا السيناريو غالبًا.

Patients get infected,

يصاب المرضى بالعدوى،

the bacteria somehow don't show on the traditional diagnostic test,

ولا تظهر البكتريا في الفحوص التقليدية،

and suddenly, the infection breaks out in the patient with severe symptoms.

وفجأة، تبزغ العدوى في المريض بشكل حاد.

And at that point, it's already too late.

وعند تلك النقطة، يكون الأوان قد فات.

The surprising result of the 62 patients I followed

النتائج المفاجئة، لل62 مريض الذين تتبعتهم أنا

was that my device caught bacterial conversations

حيث كشفت أداتي عن أحاديث بكتيرية فيهم

in more than half of the patient samples

في أكثر من نصف عينات المرضى

that were diagnosed as negative by traditional methods.

والتي شخصت بنتائج سلبية بالأساليب التقليدية.

In other words, more than half of these patients went home thinking

بكلمات أخرى، أكثر من نصف هؤلاء المرضى عادوا لبيوتهم يفكرون

they were free from infection,

بأنهم خالون من العدوى،

although they actually carried dangerous bacteria.

وأيضًا كانوا يحملون في الواقع بكتريا خطيرة.

Inside these wrongly diagnosed patients,

في داخل هؤلاء المرضى المشخصون بحالات خاطئة،

bacteria were coordinating a synchronized attack.

كانت البكتريا تنسق هجومًا متزامنًا.

They were whispering to each other.

كانوا يتهامسون سويًا.

What I call "whispering bacteria"

ما أسميها "البكتريا الهامسة"

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

هي التي لا تشخصها الفحوص التقليدية.

So far, it's only the translation tool that can catch those whispers.

حتى الآن، فقط آلة الترجمة هي القادرة على كشف تلك الهمسات.

I believe that the time frame in which bacteria are still whispering

أنا موقنة أن إطار الوقت الذي تظل خلاله البكتريا تهمس

is a window of opportunity for targeted treatment.

هو نافذة من الفرص، للعلاجات المستهدفة.

If the girl had been treated during this window of opportunity,

لو كانت الفتاة عولجت، خلال تلك الفترة من الفرص المتاحة،

it might have been possible to kill the bacteria

كان من الممكن قتل تلك البكتريا

in their initial stage,

في مرحلتها الأولى،

before the infection got out of hand.

قبل أن تستفحل العدوى.

What I experienced with this young girl made me decide to do everything I can

ما جربته مع تلك الفتاة الصغيرة أقنعني بأن أقرر

to push this technology into the hospital.

بالدفع بتلك التكنولوجيا إلى المستشفى.

Together with doctors,

معًا أنا والأطباء،

I'm already working on implementing this tool in clinics

نعمل بالفعل على استخدام تلك الأداة في العيادات الطبية

to diagnose early infections.

للتشخيص المبكر للعدوى.

Although it's still not known how doctors should treat patients

أيضًا مايزال من المجهول كيف ينبغي للأطباء علاج مرضاهم

during the whispering phase,

خلال مرحلة الهمس،

this tool can help doctors keep a closer eye on patients in risk.

هذه الأداة قادرة على الإنتباه ووضع المرضى في مرحلة الخطر، تحت المراقبة.

It could help them confirm if a treatment had worked or not,

يمكن أن تساعدهم على التأكد من إحتمال نجاح علاج أم فشله،

and it could help answer simple questions:

ويمكن أن يجيب على بعض الأسئلة البسيطة:

Is the patient infected?

هل المريض مصاب بعدوى؟

And what are the bacteria up to?

وماذا تخطط له البكتريا؟

Bacteria talk,

البكتريا تتحدث،

they make secret plans,

يقومون بوضع الخطط السرية،

and they send confidential information to each other.

ويرسلون الملعومات السرية لبعضهم البعض.

But not only can we catch them whispering,

ولكننا لا نستطيع فقط القبض عليهم يتهامسون،

we can all learn their secret language

يمكننا جميعًا تعلم لغتهم السرية

and become ourselves bacterial whisperers.

ونتحول بأنفسنا لبكتريا متهامسة.

And, as bacteria would say,

وكما تقول البكتريا،

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oxo-C12-أنيليني"

(Laughter)

(ضحك)

(Applause)

(تصفيق)

Thank you.

شكراً لكم.