This tiny particle could roam your body to find tumors | Sangeeta Bhatia

المترجم: Bader Alhaddad المدقّق: Nawal Sharabati

In the space that used to house one transistor,

في المساحة التي كانت تُستخدم لإستيعاب ترانزستور واحد،

we can now fit one billion.

نستطيع الآن تخزين مليار.

That made it so that a computer the size of an entire room

ذلك ما جعل حاسوبا بحجم غرفة كاملة

now fits in your pocket.

يتسع الآن له جيبك.

You might say the future is small.

قد تقول أن المستقبل صغير.

As an engineer,

كمهندسة،

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

تُلهمني ثورة التصغير في الحواسيب.

As a physician,

كطبيبة،

I wonder whether we could use it to reduce the number of lives lost

أتساءل إذا ما كنا نستطيع استخدامها في تقليل عدد الأرواح المفقودة

due to one of the fastest-growing diseases on Earth:

بسبب أسرع الأمراض انتشاراً على وجه الأرض:

cancer.

السرطان.

Now when I say that,

عندما أقول ذلك الآن،

what most people hear me say is that we're working on curing cancer.

يسمعُ أغلب الناس أنني أقول أننا نعمل على علاج السرطان.

And we are.

ونفعلُ ذلك.

But it turns out

لكن اتضح

that there's an incredible opportunity to save lives

أن هناك فرصة عظيمة لإنقاذ الأرواح

through the early detection and prevention of cancer.

من خلال الاكتشاف المبكر والوقاية من السرطان.

Worldwide, over two-thirds of deaths due to cancer are fully preventable

عالمياً، يمكن تفادي أكثر من ثلثي حالات الوفاة بسبب السرطان تماماً

using methods that we already have in hand today.

باستخدام الأساليب التي بين أيدينا اليوم.

Things like vaccination, timely screening

مثل التطعيم والفحص المبكر

and of course, stopping smoking.

وبالطبع التوقف عن التدخين.

But even with the best tools and technologies that we have today,

لكن حتى مع أفضل الأدوات والتقنيات التي نمتلك اليوم،

some tumors can't be detected

لا يمكن الكشف عن بعض الأورام

until 10 years after they've started growing,

إلا بعد 10 سنوات من بداية نموها،

when they are 50 million cancer cells strong.

عندما تصبح 50 مليون خلية سرطانية قوية.

What if we had better technologies

لكن ماذا لو كانت لدينا تقنيات أفضل

to detect some of these more deadly cancers sooner,

للكشف المبكر عن بعض تلك السرطانات الأكثر فتكاً،

when they could be removed,

متى يمكن استئصالها،

when they were just getting started?

متى بدأت في النمو؟

Let me tell you about how miniaturization might get us there.

دعوني أخبركم كيف يمكن للتصغير أن يوصلنا إلى هناك.

This is a microscope in a typical lab

هذا مجهر في مختبر تقليدي

that a pathologist would use for looking at a tissue specimen,

سيستخدمه أخصائي تشخيص الأمراض ليفحص عينة نسيج حيوي،

like a biopsy or a pap smear.

كالخزعة أو مسحة عنق الرحم.

This $7,000 microscope

قيمة هذا المجهر 7000$

would be used by somebody with years of specialized training

وسيُستخدم من قبل شخص خضع لسنوات من التدريب المتخصص

to spot cancer cells.

لاكتشاف الخلايا السرطانية.

This is an image from a colleague of mine at Rice University,

هذه هي صورة من أحد زملائي في جامعة رايس،

Rebecca Richards-Kortum.

ربيكا ريتشارد- كورتوم.

What she and her team have done is miniaturize that whole microscope

ما قامت به هي وفريقها هو تصغير هذا المجهر الكامل

into this $10 part,

إلى هذا الجزء الذي قيمته 10$،

and it fits on the end of an optical fiber.

والذي يُناسب نهاية الليف البصري الزجاجي.

Now what that means is instead of taking a sample from a patient

ما يعنيه ذلك الآن هو أنه بدلاً من أخذ عينة من المريض

and sending it to the microscope,

وإرسالها إلى المجهر،

you can bring the microscope to the patient.

تستطيع إحضار المجهر إلى المريض.

And then, instead of requiring a specialist to look at the images,

وثم بدلاً من مطالبة مختص للنظر في الصور،

you can train the computer to score normal versus cancerous cells.

تستطيع تدريب الكمبيوتر ليميّز الخلايا الطبيعية من السرطانية.

Now this is important,

هذا هو المهم الآن،

because what they found working in rural communities,

لأن ما وجدوه يعمل في المجتمعات الريفية،

is that even when they have a mobile screening van

هو أنه حتى عندما يتوفر لديهم حافلة فحص متنقلة

that can go out into the community and perform exams

التي تستطيع الذهاب إلى المجتمع وعمل الفحوصات

and collect samples

وجمع العينات

and send them to the central hospital for analysis,

وإرسالها إلى المستشفى الرئيسي من أجل التحليل

that days later,

ولاحقاً بعد أيام،

women get a call with an abnormal test result

تتلّقى النساء مكالمة هاتفية بنتيجة فحص غير عادية

and they're asked to come in.

ويُطلب منهن الحضور،

Fully half of them don't turn up because they can't afford the trip.

لا يحضر نصف العدد الكامل بسبب عدم قدرتهن على تحمل تكاليف الرحلة.

With the integrated microscope and computer analysis,

فمع دمج المجهر والتحليل الحاسوبي،

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

استطاعت ربيكا وزملاؤها من تطوير حافلة

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

تحتوي على المعدات التشخيصية والعلاجية معاً.

And what that means is that they can do a diagnosis

وما يعنيه ذلك هو أنهم يستطيعون عمل التشخيص

and perform therapy on the spot,

ويقومون بالعلاج فوراً في نفس المكان،

so no one is lost to follow up.

لذلك لا يتغيب أحد عن المتابعة والفحص من جديد.

That's just one example of how miniaturization can save lives.

كان ذلك مجرد مثال واحد على كيف يمكن للتصغير أن يُنقذ الأرواح.

Now as engineers,

الآن كمهندسين،

we think of this as straight-up miniaturization.

نفكر في هذا كتصغير حقيقي مباشر.

You took a big thing and you made it little.

تأخذ شيئاً كبيراً وتجعله صغيراً.

But what I told you before about computers

لكن ما أخبرتكم به سابقاً عن الحواسيب

was that they transformed our lives

كان أنهم غيّروا حياتنا

when they became small enough for us to take them everywhere.

عندما أصبحوا صغار الحجم بما يكفي لحملها معنا في كل مكان.

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

إذاً ماهو التغيير التحولي المشابهه لذلك في الطب؟

Well, what if you had a detector

حسناً، ماذا لو كان لديك كاشف

that was so small that it could circulate in your body,

صغير جداً لدرجة أنه يستطيع السريان والدوران في جسمك،

find the tumor all by itself

ويجد الورم من تلقاء ذاته

and send a signal to the outside world?

ويرسل إشارة إلى العالم الخارجي؟

It sounds a little bit like science fiction.

يبدو هذا تقريباً مثل الخيال العلمي.

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

لكن في الواقع، تسمحُ لنا تقنية النانو- القيام بذلك فعلا.

Nanotechnology allows us to shrink the parts that make up the detector

تسمحُ لنا تقنية النانو بتقليص الأجزاء المكّونة للكاشف

from the width of a human hair,

من عرض شعرة الإنسان،

which is 100 microns,

التي تعادل 100 ميكرون،

to a thousand times smaller,

إلى ألف مرة أصغر من ذلك.

which is 100 nanometers.

أي 100 نانومتر،.

And that has profound implications.

ولدى ذلك انعكاسات عميقة.

It turns out that materials actually change their properties

اتضح في الواقع أن المواد تغير خصائصها

at the nanoscale.

عند مستوى المقياس النانومتر.

You take a common material like gold,

عندما تأخذُ مادة معروفة كالذهب،

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

وتطحنها إلى غبار، إلى جزيئيات نانو ذهبية،

and it changes from looking gold to looking red.

فإنها تتغير من اللون الذهبي إلى اللون الأحمر.

If you take a more exotic material like cadmium selenide --

أما لو أخذت مادة غريبة مثل سيلينيد الكادميوم --

forms a big, black crystal --

التي تشكل بلورات سوداء كبيرة --

if you make nanocrystals out of this material

إذا قمت بعمل بلورات نانوية من هذه المادة

and you put it in a liquid,

ووضعتها في سائل،

and you shine light on it,

وسلّطت النور عليها،

they glow.

فإنها تشعُ وتتوهج،

And they glow blue, green, yellow, orange, red,

تشع باللون الأزرق والأخضرو الأصفر والبرتقالي والأحمر،

depending only on their size.

تبعاً إلى حجمها فقط.

It's wild! Can you imagine an object like that in the macro world?

ذلك جامح! هل لكم أن تتخيلوا جسماً كهذا في العالم الكبير؟

It would be like all the denim jeans in your closet are all made of cotton,

سيبدو ذلك كأن جميع ملابس الجينز من قماش الدينم في خزانتك مصنوعة كلها من القطن،

but they are different colors depending only on their size.

لكنها في ألوان مختلفة معتمدة على حجمها فقط.

(Laughter)

(ضحك)

So as a physician,

كطبيبة،

what's just as interesting to me

ما يثير اهتمامي فقط

is that it's not just the color of materials

هو أنه ليس فقط لون المواد

that changes at the nanoscale;

التي تتغير عند مقياس النانو؛

the way they travel in your body also changes.

طريقة سريانها في جسمك تتغير أيضاً.

And this is the kind of observation that we're going to use

هذه هي نوع الملاحظة التي سنستخدمها

to make a better cancer detector.

لصنع كاشف أفضل عن السرطان.

So let me show you what I mean.

دعوني أريكم ماذا أعني بذلك.

This is a blood vessel in the body.

هذا وعاء دموي في الجسم.

Surrounding the blood vessel is a tumor.

يحيط الورم بهذا الوعاء الدموي.

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

سوف نقوم بحقن جزيئات النانو في الوعاء الدموي

and watch how they travel from the bloodstream into the tumor.

ومراقبة كيف تنتقل من مجرى الدم إلى الورم.

Now it turns out that the blood vessels of many tumors are leaky,

لقد تبين الآن أن الأوعية الدموية للعديد من الأورام هي مُسربة/راشحة،

and so nanoparticles can leak out from the bloodstream into the tumor.

بالتالي يُمكن لجزيئات النانو أن تتسرب من مجرى الدم إلى الورم.

Whether they leak out depends on their size.

إذا كان تسربها يعتمد على حجمها.

So in this image,

في هذه الصورة،

the smaller, hundred-nanometer, blue nanoparticles are leaking out,

تتسرب إلى الخارج جزيئات النانو الزرقاء المتناهية الصغر حجم 100 نانومتر،

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

والجزيئات الحمراء الأكبر حجم 500 نانومتر،

are stuck in the bloodstream.

عالقة في مجرى الدم.

So that means as an engineer,

هذا يعني لي كمهندسة،

depending on how big or small I make a material,

بالإعتماد على كبر أو صغر المادة التي أصنعها،

I can change where it goes in your body.

استطيع تغيير أين تذهبُ في جسمك.

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

في مختبري، قمنا بصنع كاشف نانوي للسرطان

that is so small that it could travel into the body and look for tumors.

متناهي الصغر الذي يمكنه التنقل في الجسم والبحث عن الأورام.

We designed it to listen for tumor invasion:

صممناه للتصنت إلى اجتياح الورم:

the orchestra of chemical signals that tumors need to make to spread.

معزوفة الإشارات الكيميائية التي تحتاج الأورام لعملها لكي تنتشر.

For a tumor to break out of the tissue that it's born in,

لكي يندفع الورم من النسيج الذي وُجد فيه،

it has to make chemicals called enzymes

يتوجب عليه عمل مواد كيميائية تسمى الأنزيمات

to chew through the scaffolding of tissues.

لسحقها من خلال سقالات هندسة النسيج المترابطة.

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

صممنا جزيئيات النانو تلك بحيث يتم تنشيطها بواسطة هذه الأنزيمات.

One enzyme can activate a thousand of these chemical reactions in an hour.

يستطيع أنزيم واحد تفعيل الآلاف من هذه التفاعلات الكيميائية في ساعة واحدة.

Now in engineering, we call that one-to-a-thousand ratio

حالياً في الهندسة، نسمي ذلك نسبة واحد-إلى-ألف

a form of amplification,

نوعا من التضخيم،

and it makes something ultrasensitive.

ويقوم بجعل شيء ما فائق الحساسية.

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

لذلك قمنا بصنع كاشف سرطان فائق الحساسية.

OK, but how do I get this activated signal to the outside world,

حسناً، لكن كيف لي أن أنقل هذه الإشارة النشطة إلى العالم الخارجي،

where I can act on it?

أين أستطيع العمل عليها؟

For this, we're going to use one more piece of nanoscale biology,

سنستخدم من أجل ذلك قطعة آخرى نانوية حيوية،

and that has to do with the kidney.

وهذا له علاقة بالكلية.

The kidney is a filter.

الكلية عبارة عن مصفاة.

Its job is to filter out the blood and put waste into the urine.

وظيفتها هي تصفية الدم وإخراج الفضلات في البول.

It turns out that what the kidney filters

لقد اتضح أن ما تقوم الكلية بتصفيته

is also dependent on size.

يعتمد أيضاً على الحجم.

So in this image, what you can see

في هذه الصورة، تستطيعون رؤية

is that everything smaller than five nanometers

أن كل شئ أصغر من خمسة نانومتر

is going from the blood, through the kidney, into the urine,

ينتقل من الدم عبر الكلية إلى البول،

and everything else that's bigger is retained.

وكل شيء آخر أكبر من ذلك يبقى.

OK, so if I make a 100-nanometer cancer detector,

حسناً، لو قمتُ بصنع كاشف سرطاني حجم 100 نانومتر،

I inject it in the bloodstream,

وقمت بحقنه في مجرى الدم،

it can leak into the tumor where it's activated by tumor enzymes

يمكنه التسرب إلى الورم حيث تقوم أنزيمات الورم بتنشيطه

to release a small signal

لافراز إشارات صغيرة

that is small enough to be filtered out of the kidney

صغيرة بما يكفي لتصفيتها عبر الكلية

and put into the urine,

ثم إخراجها في البول،

I have a signal in the outside world that I can detect.

لدي إشارة في العالم الخارجي أستطيع الكشف عنها.

OK, but there's one more problem.

حسناً، لكن هناك أيضاً مشكلة إضافية واحدة.

This is a tiny little signal,

هذه إشارة صغيرة جداً،

so how do I detect it?

كيف يمكنني الكشف عنها؟

Well, the signal is just a molecule.

حسناً، الإشارة عبارة عن جزيء فقط.

They're molecules that we designed as engineers.

إنها جزيئات صممناها كمهندسين.

They're completely synthetic, and we can design them

إنها اصطناعية بالكامل ونستطيع تصمميها

so they are compatible with our tool of choice.

لتتطابق مع الأداة التي نختارها.

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

اذا أردنا استخدام جهاز حساس وفاخر

called a mass spectrometer,

الذي يدعى مطياف الكتلة ،

then we make a molecule with a unique mass.

عندها سنصمم جزيء بكتلة فريدة من نوعها.

Or maybe we want make something that's more inexpensive and portable.

أو قد نرغبُ في تصميم شيء غير مكلف وقابل للحمل والتنقل.

Then we make molecules that we can trap on paper,

عندها نجعلُ الجزيئات التي يمكننا عرضها على ورقة،

like a pregnancy test.

مثل فحص الحمل المنزلي.

In fact, there's a whole world of paper tests

في الواقع، هناك عالم متكامل من اختبارات الأشرطة الورقية

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

التي أصبحت متوفرة في مجال يسمى التشخيصات الورقية.

Alright, where are we going with this?

حسناً، إلى أين نحنُ ذاهبون بهذا؟

What I'm going to tell you next,

ما سأخبركم به لاحقاً،

as a lifelong researcher,

كباحثة مدى الحياة،

represents a dream of mine.

يمثل حلما بالنسبة لي.

I can't say that's it's a promise;

لا أستطيع القول بأنه وعد مني؛

it's a dream.

إنه حلم.

But I think we all have to have dreams to keep us pushing forward,

لكن أعتقد أنه يجب علينا جميعاً أن تكون لدينا أحلام تدفعنا للأمام،

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

حتى -- وقد يكون بشكل خاص -- الباحثين في مجال السرطانات.

I'm going to tell you what I hope will happen with my technology,

سأخبركم عن ما آمل حدوثه باستخدام تقنيتي هذه،

that my team and I will put our hearts and souls

والذي سنقوم فريقي وأنا بوضع بقلوبنا وأرواحنا

into making a reality.

لجعله حقيقة.

OK, here goes.

حسناً، إليكم إياه.

I dream that one day,

أحلم أنه يوماً ما،

instead of going into an expensive screening facility

بدلاً من الذهاب إلى منشأة فحص مكلفة

to get a colonoscopy,

للخضوع لمنظار القولون،

or a mammogram,

أو فحص أورام الثدي،

or a pap smear,

أو مسحة عنق الرحم،

that you could get a shot,

تستطيع الحصول على حقنة أو جرعة،

wait an hour,

والانتظار لمدة ساعة،

and do a urine test on a paper strip.

ثم عمل فحص البول على شريط فحص ورقي.

I imagine that this could even happen

أتخيل إمكانية حدوث ذلك

without the need for steady electricity,

دون الحاجة إلى مصدر كهربائي دائم،

or a medical professional in the room.

أو وجود متخصص طبي في الغرفة.

Maybe they could be far away

قد يكونون في مكان بعيد

and connected only by the image on a smartphone.

ويتم التواصل معهم عبر صورة على الهاتف الذكي المحمول.

Now I know this sounds like a dream,

أعلمُ أن هذا يبدو كحلم الآن،

but in the lab we already have this working in mice,

لكن في المختبر أصبح ذلك ممكناً على الفئران،

where it works better than existing methods

حيث أنه يعمل بشكل أفضل من الطرق المتوفرة

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

لاكتشاف سرطان الرئة، القولون والمبايض.

And I hope that what this means

وآملُ أن ما يعنيه هذا

is that one day we can detect tumors in patients

هو أننا في يوم ماً سيكون في وسعنا الكشف عن الأورام في المرضى

sooner than 10 years after they've started growing,

خلال أقل من 10 سنوات منذ بداية نموها،

in all walks of life,

في كل مجالات الحياة،

all around the globe,

وحول العالم،

and that this would lead to earlier treatments,

وسيؤدي ذلك إلى علاجات مبكرة،

and that we could save more lives than we can today,

وسنستطيع إنقاذ المزيد من الأرواح اكثر مما نقوم به اليوم،

with early detection.

بالكشف المبكر.

Thank you.

شكراً لكم

(Applause)

(تصفيق)