Aaron Morris: How your body could become its own diagnostic lab | TED Fellows

Übersetzung: Jutta Carow

[GESTALTE DEINE ZUKUNFT]

(Knall) Au!

Wie alle, die sich im Dunkeln mal den Zeh gestoßen

oder eine Stunde lang den Schlüssel gesucht haben, wissen,

[SHAPE YOUR FUTURE]

(Slam) Ow!

sind wir oft dadurch begrenzt, was wir sehen oder nicht sehen können.

As anyone who’s stubbed a toe in the dark

Tatsächlich kann sogar unser eigener Körper eine Black Box sein.

or spent an hour searching for their keys knows

Heute zeige ich Ihnen eine Vision der Gesundheitsvorsorge, die

we're often limited by what we can or cannot see.

Wissenschaftler:innen und Ingenieur:innen, mich eingeschlossen, bauen.

In fact, even our own bodies can be black boxes.

Wir bauen ein diagnostisches Labor in Ihrem Körper, das

Today, I want to take you through a vision of health care

eine kontinuierliche Analyse Ihrer Gesundheit liefern kann, so dass

that scientists and engineers, myself included, are building.

wir besser sehen können, was in Patient:innen vorgeht.

We are creating a diagnostic lab inside your body

Wenn zurzeit jemand krank ist,

könnten wir ihn mit einer Biopsie diagnostizieren,

that can provide a continuous analysis of your health

indem wir dem Körper krankes Gewebe entnehmen, so dass wir es sehen können.

so that we can better see what's happening in patients.

Currently, if someone is sick,

Wir tun das z.B. beim Verdacht, dass eine Wucherung krebsartig sein könnte.

we may diagnose them by using a biopsy

Unglücklicherweise funktioniert dieser Ansatz nicht immer,

to bring disease tissue outside the body where we can see it.

hauptsächlich wegen zweier Probleme.

We do this if we suspect, for instance, that a growth might be cancerous.

Erstens kann manches Gewebe, wie das Gehirn oder das Rückenmark,

nicht routinemäßig biopsiert werden.

Unfortunately, this approach can't work all the time

Zweitens wissen Ärzt:innen oft nicht, welches Gewebe das Problem verursacht und

because of two major problems.

First, some tissues, like brains or spinal cords,

wo sie biopsieren sollen.

Bisher gehen wir dieses Problem mithilfe äußerlicher medizinischer Tests an,

can't be routinely biopsied.

And second, doctors often don't know which tissue is causing the problem,

wie MRTs oder Bluttests.

so they don't know what to biopsy.

Die geben einen breiten Überblick über die Patientengesundheit,

So far, we've dealt with these issues using external medical tests,

aber sie erkennen nicht die molekularen und zellulären Veränderungen, die

like MRIs or blood tests.

in diesen Geweben auftreten, und sie liefern

These provide a broad overview of the health of a patient,

sicher nicht genug Information darüber, wie Patient:innen proaktiv

but they can't see the molecular and cellular changes

behandelt werden können, bevor Symptome auftreten.

Das ist bedauerlich, denn es

that occur within tissues,

sind die unsichtbaren Veränderungen, die Krankheit verursachen.

and they certainly can't provide enough information

Diese Änderungen nicht messen zu können sorgt für Missverhältnisse

to proactively treat patients before symptoms develop.

zwischen dem, was Tests erkennen, und dem,

This is unfortunate

because it's these invisible changes that ultimately cause disease.

von dem wir wissen, dass es im Patienten vor sich geht.

Nehmen wir z.B. Multiple Sklerose.

Our inability to measure these changes

results in a disparity between what we can see on a test

Bei MS, einer Autoimmunkrankheit,

and what we know is happening in patients.

attackiert das Immunsystem zwei bestimmte Gewebearten:

Let's take multiple sclerosis as an example.

das Gehirn und das Rückenmark,

was Schäden und in manchen Fällen Lähmungen bewirkt.

In MS, which is an autoimmune disease,

the immune system attacks two specific tissues:

Nun, offenkundig können wir MS nicht durch Biopsie menschlicher Gehirne erwischen,

the brain and the spinal cord,

wo sich reichlich aktive, krankmachende Zellen finden lassen würden.

resulting in damage and in some cases, paralysis.

Now, we obviously can't catch MS by routinely biopsying people's brains,

Und wir erwischen sie nicht mit Bluttests,

denn die MS-auslösenden Zellen sind im Blut so rar und inaktiv,

where there would be abundant and active disease-inducing cells.

dass wir sie einfach nicht sehen können.

Sogar bildgebende Verfahren wie MRTs liefern nicht die Information, die wir

And we can't catch it using a blood test

because the MS-inducing cells are so rare and inactive in the blood

brauchen, um bei MS proaktiv zu sein.

Wir müssen also dabei umdenken, wie wir nachschauen.

that we simply can't see them.

Even brain imaging technologies like MRI can't provide the information we need

Meine Kolleg:innen an der Universität von Michigan und ich entschieden, das zu tun.

to be proactive about MS.

Anstatt den Diagnose-Ansatz “Von-Außen-Nach-Innen” zu wählen,

So we need to rethink how we see.

nehmen wir den Von-Innen-Nach-Außen-Ansatz.

My coworkers at the University of Michigan and I decided to do just that.

Wir stellen implantierbare Orte her,

die Ähnlichkeiten mit anderen Orten im Körper haben,

Instead of taking an outside-in approach to diagnostics,

und verbessern unsere Sicht mit einem Echtzeit-Zugang

we're taking an inside-out approach.

We are creating implantable sites

zu molekularer und zellulärer Information über das erkrankte Gewebe.

that have similarities to other sites in the body,

and will improve our vision by giving us real-time access

Mit diesen Einblicken werden wir den Ausbruch von Krankheiten vorhersagen

und sogar Therapien ermitteln können, die vermutlich im einzelnen Patienten

to molecular and cellular information about diseased tissues.

funktionieren können. Also wie sieht dieser Von-Innen-Nach-Außen-Ansatz aus?

These insights will enable us to predict the onset of disease

Der erste Schritt ist, neue Gewebearten herzustellen, direkt unter der Haut.

and even identify therapies likely to work in an individual patient.

Dieses Gewebe hat Ähnlichkeit mit anderen, unzugänglichen Orten im Körper,

So what does this inside-out approach look like?

Step one is to engineer new tissues just under the skin.

wie das Gehirn oder die Lunge.

Wird eine poröse Kunststoff-Scheibe aus von der FDA zugelassenem Bio-Material

These tissues have similarities to other inaccessible sites in the body,

implantiert, kann ich die natürlichen Körperreaktionen so nutzen, dass Zellen in

like the brain or the lungs.

By implanting a porous plastic disk made of FDA-approved biomaterials,

diese Scheibe wandern, dort überleben und ein Gewebe bilden.

Am Ende erhält man ein künstliches Gewebe

I can harness the body's natural responses to allow cells to migrate into the disk,

mit integrierten Immunzellen,

genau die Zellen, die wir zur Diagnose brauchen.

survive at the site and form a tissue.

Obwohl diese Gewebearten kompliziert und chronisch entzündet sind,

Eventually, we're left with an engineered tissue

sind sie gleichzeitig harmlos

with integrated immune cells,

und nach ein paar Wochen kaum noch wahrnehmbar.

just the cells we need for diagnosis.

Unser künstliches Gewebe enthält Information, die Blut nicht enthält, und

Although these tissues are complex and chronically inflamed,

kann eine Brücke zwischen dem schlagen,

they're also innocuous

and after a few weeks, nearly imperceptible.

was wir mit herkömmlichen Tests erkennen, und den zellulären Veränderungen,

Our engineered tissues contain information not present in the blood,

von denen wir wissen, dass sie bei Krankheit auftreten.

Der zweite Schritt ist, die Signale zu deuten.

and they can help bridge the gap

between what we can see on a traditional test

Zur Zeit könnte ich den künstlichen Ort biopsieren und analysieren,

and cellular changes we know occur in disease.

weil ich ihn direkt unter der Haut zugänglich gemacht habe.

Step two is to read this signal.

Aber es wäre sicherlich besser,

Currently, I could take a biopsy of my engineered site and analyze it

wenn wir einen nicht-invasiven Sensor integrieren und auslesen könnten.

because I made them accessible just under the skin.

Innerhalb der nächsten Dekade

könnten schnell konvergierende Techniken Diagnosen bei solch einem Implantat

But it would certainly be better

if we could incorporate and read a sensor noninvasively.

mit einem einfachen Detektor ermöglichen,

so, wie es Blutdruckmanschetten oder smarte Uhren heute tun.

Within the next decade,

rapidly converging technologies could enable diagnosis at such an implant

Die Mechanismen zur Diagnose und Überwachung von Krankheiten

könnten so einfach sein, wie eine App zu öffnen, wie Candy Crush auf Ihrem Handy.

by harnessing simple detectors,

like a blood pressure cuff or smartwatch does now.

Der dritte Schritt ist, das riesige Wissen der Ingenieur- und Material-

The mechanisms for diagnosing and monitoring disease

wissenschaften nutzbar zu machen, um die Implantate und unsere

could be as simple as opening an app, like Candy Crush on your phone.

Fähigkeit, ihre Signale zu deuten, zu verbessern.

Step three is to harness the huge array of knowledge

Schließlich könnten zig, wenn nicht hunderte individuelle, künstliche

in fields like engineering and material science

Gewebearten mit integrierten Sensoren

to improve these implants and our ability to read their data.

mit einem einzigen Eingriff implantierbar sein.

Eventually, tens, if not hundreds of individual engineered tissues

Nun, dieser Diagnose-Ansatz ist sicherlich unkonventionell,

with integrated sensors

aber er ist robust.

may be implantable with a single application.

Bis jetzt haben die Kolleg:innen und ich ihn genutzt,

um Modelle von metastatischem Krebs zu diagnostizieren,

Now, this approach to diagnosis is unconventional, to be sure,

Diabetes Typ 1, Multiple Sklerose, und Abstoßung von Organtransplantaten.

but it is robust.

So far, my colleagues and I have used it

Aber das ist erst der Anfang davon, was wir sehen können.

to diagnose models of metastatic cancer,

Durch ständige Verbesserung

type 1 diabetes, multiple sclerosis and organ transplant rejection.

werden wir es tatsächlich schaffen,

ein Diagnose-Labor in Ihrem Körper zu bauen, das

But this is just the beginning of what we can see.

eine kontinuierliche Gesundheitsanalyse liefert.

With continuous improvements,

Durch eine andere Sicht darauf, was in Patient:innen schief läuft,

we will be able to truly create

a diagnostic lab inside your body

werden wir Krankheiten besser diagnostizieren und behandlen können,

that provides a continuous analysis of your health.

und das schneller als je zuvor.

By changing how we see what's going wrong in patients,

Wenn man gewillt ist, umzudenken, wie man etwas sieht,

we will be able to diagnose and treat diseases better

kann man davon überrascht werden, was ins Blickfeld kommt.

and faster than ever before.

Danke.

If you're willing to rethink how you see,

you may be surprised what comes into view.

Thank you.