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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Μετάφραση: Anastasia Gkika Επιμέλεια: Vasiliki Soultani

You don't know them.

Δεν τα γνωρίζετε.

You don't see them.

Δεν τα βλέπετε.

But they're always around,

Όμως είναι πάντοτε τριγύρω,

whispering,

ψιθυρίζουν,

making secret plans,

κάνουν μυστικά σχέδια,

building armies with millions of soldiers.

φτιάχνουν στρατούς με εκατομμύρια στρατιώτες.

And when they decide to attack,

Κaι όταν αποφασίζουν να επιτεθούν,

they all attack at the same time.

επιτίθενται την ίδια στιγμή.

I'm talking about bacteria.

Μιλάω για τα βακτήρια.

(Laughter)

(Γέλια)

Who did you think I was talking about?

Για ποιον νομίζατε ότι μιλάω;

Bacteria live in communities just like humans.

Τα βακτήρια μένουν σε κοινότητες όπως οι άνθρωποι.

They have families,

Έχουν οικογένειες,

they talk,

μιλάνε,

και σχεδιάζουν τις δραστηριότητές τους.

and they plan their activities.

And just like humans, they trick, deceive,

Κι όπως οι άνθρωποι, ξεγελούν, εξαπατούν

and some might even cheat on each other.

και κάποια μπορεί και να απιστούν.

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

Αν σας έλεγα ότι μπορούμε να ακούσουμε τις βακτηριακές συνομιλίες

and translate their confidential information into human language?

και να μεταφράσουμε τις απόρρητες πληροφορίες τους στην ανθρώπινη γλώσσα;

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

Και αν σας έλεγα ότι η μετάφραση βακτηριακών συνομιλιών

μπορεί να σώσει ζωές;

I hold a PhD in nanophysics,

Έχω διδακτορικό στη νανοφυσική

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

και με τη νανοτεχνολογία έφτιαξα ένα μεταφραστικό εργαλείο πραγματικού χρόνου

that can spy on bacterial communities

που μπορεί να κατασκοπεύει βακτηριακές κοινότητες

and give us recordings of what bacteria are up to.

και να μας δίνει καταγραφές με τα σχέδια των βακτηρίων.

Bacteria live everywhere.

Τα βακτήρια ζουν παντού.

They're in the soil, on our furniture

Βρίσκονται στο χώμα, στα έπιπλα

and inside our bodies.

και μέσα στο σώμα μας.

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

Μάλιστα, το 90 τοις εκατό όλων των ζωντανών κυττάρων

σε αυτό το θέατρο είναι βακτηριακά.

Some bacteria are good for us;

Κάποια βακτήρια είναι καλά για εμάς.

they help us digest food or produce antibiotics.

Mας βοηθούν στην πέψη ή παράγουν αντιβιοτικά.

And some bacteria are bad for us;

Κάποια βακτήρια είναι κακά για εμάς.

they cause diseases and death.

Προκαλούν ασθένειες και θάνατο.

To coordinate all the functions bacteria have,

Για να συντονίσουν όλες τους τις λειτουργίες

τα βακτήρια πρέπει να μπορούν να οργανωθούν

they have to be able to organize,

and they do that just like us humans --

και το κάνουν ακριβώς όπως εμείς --

by communicating.

μέσω της επικοινωνίας.

But instead of using words,

Αντί όμως για λέξεις,

they use signaling molecules to communicate with each other.

χρησιμοποιούν σηματοδοτικά μόρια για να επικοινωνήσουν μεταξύ τους.

When bacteria are few,

Όταν τα βακτήρια είναι λίγα

the signaling molecules just flow away,

τα σηματοδοτικά μόρια απλώς απομακρύνονται

like the screams of a man alone in the desert.

όπως οι φωνές ενός ανθρώπου μόνου στην έρημο.

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

Όταν όμως τα βακτήρια είναι πολλά, τα σηματοδοτικά μόρια συσσωρεύονται

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

και τα βακτήρια αρχίζουν να νιώθουν ότι δεν είναι μόνα τους.

They listen to each other.

Ακούν το ένα το άλλο.

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

Έτσι παρακολουθούν το πόσα είναι

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

και πότε είναι αρκετά για να αρχίσουν καινούρια δράση.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Όταν τα σηματοδοτικά μόρια φτάσουν ένα συγκεκριμένο όριο,

all the bacteria sense at once that they need to act

όλα τα βακτήρια αντιλαμβάνονται αμέσως ότι πρέπει να δράσουν

with the same action.

με τον ίδιο τρόπο.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Έτσι η βακτηριακή συνομιλία περιλαμβάνει πρωτοβουλία κι αντίδραση,

a production of a molecule and the response to it.

την παραγωγή ενός μορίου και την απάντηση σε αυτό.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

Η έρευνά μου εστίασε στην κατασκοπεία των βακτηριακών κοινοτήτων

inside the human body.

μέσα στο ανθρώπινο σώμα.

How does it work?

Πώς δουλεύει αυτό;

We have a sample from a patient.

Παίρνουμε δείγμα από έναν ασθενή.

It could be a blood or spit sample.

Μπορεί να είναι δείγμα αίματος ή σιέλου.

We shoot electrons into the sample,

Ρίχνουμε ηλεκτρόνια μέσα στο δείγμα,

the electrons will interact with any communication molecules present,

τα ηλεκτρόνια θα αλληλεπιδράσουν με όσα επικοινωνιακά μόρια βρίσκονται εκεί

and this interaction will give us information

και αυτή η αλληλεπίδραση μας δίνει πληροφορίες

on the identity of the bacteria,

για την ταυτότητα των βακτηρίων,

the type of communication

το είδος της επικοινωνίας

and how much the bacteria are talking.

και πόσο μιλούν τα βακτήρια.

But what is it like when bacteria communicate?

Όμως πώς είναι να επικοινωνούν τα βακτήρια;

Before I developed the translation tool,

Πριν φτιάξω το μεταφραστικό εργαλείο,

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

η πρώτη μου υπόθεση ήταν ότι τα βακτήρια έχουν μια πρωτόγονη γλώσσα

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

όπως τα μωρά που δεν έχουν ακόμη αναπτύξει λέξεις και προτάσεις.

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

Όταν γελούν είναι χαρούμενα. Όταν κλαίνε είναι λυπημένα.

Απλό.

Simple as that.

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

Όμως τα βακτήρια δεν είναι τόσο πρωτόγονα όσο πίστευα ότι θα είναι.

A molecule is not just a molecule.

Ένα μόριο δεν είναι απλώς ένα μόριο.

It can mean different things depending on the context,

Μπορεί να σημαίνει διάφορα πράγματα ανάλογα με το πλαίσιο,

just like the crying of babies can mean different things:

όπως ακριβώς το κλάμα των μωρών μπορεί να σημαίνει διάφορα:

sometimes the baby is hungry,

κάποιες φορές το μωρό πεινάει,

sometimes it's wet,

άλλες είναι βρεγμένο,

sometimes it's hurt or afraid.

άλλες πονάει ή φοβάται.

Parents know how to decode those cries.

Οι γονείς ξέρουν πώς να αποκωδικοποιούν το κλάμα.

And to be a real translation tool,

Ένα αληθινό μεταφραστικό εργαλείο

it had to be able to decode the signaling molecules

πρέπει να μπορεί να αποκωδικοποιήσει τα σηματοδοτικά μόρια

and translate them depending on the context.

και να τα μεταφράσει ανάλογα με το πλαίσιο.

And who knows?

Και ποιος ξέρει;

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Ίσως το Google Translate να το υιοθετήσει σύντομα.

(Laughter)

(Γέλια)

Let me give you an example.

Θα σας δώσω ένα παράδειγμα.

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

Έφερα κάποια δεδομένα βακτηρίων που ίσως είναι δύσκολο να τα καταλάβεις

if you're not trained,

εάν δεν είσαι εκπαιδευμένος

but try to take a look.

αλλά προσπαθήστε.

(Laughter)

(Γέλια)

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

Αυτή είναι μια χαρούμενη οικογένεια βακτηρίων που μόλυναν έναν ασθενή.

Let's call them the Montague family.

Ας τα ονομάσουμε οικογένεια των Μοντέκων.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Μοιράζονται πόρους, αναπαράγονται και μεγαλώνουν.

One day, they get a new neighbor,

Μία μέρα έχουν έναν καινούριο γείτονα,

bacterial family Capulet.

τη βακτηριακή οικογένεια των Καπουλέτων.

(Laughter)

(Γέλια)

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

Όλα είναι καλά αρκεί να δουλεύουν μαζί.

But then something unplanned happens.

Τότε όμως συμβαίνει κάτι απροσδόκητο.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Ο Ρομέο από τους Μοντέκους έχει σχέση με την Ιουλιέτα από τους Καπουλέτους.

(Laughter)

(Γέλια)

And yes, they share genetic material.

Και ναι, μοιράζονται γενετικό υλικό.

(Laughter)

(Γέλια)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Η ανταλλαγή γονιδίων ίσως να είναι επικίνδυνη για τους Μοντέκους

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

που έχουν τη φιλοδοξία να είναι η μόνη οικογένεια που έχει μολύνει τον ασθενή

and sharing genes contributes

και η ανταλλαγή γονιδίων συμβάλλει

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

στο να αναπτύξουν οι Καπουλέτοι ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά.

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

Έτσι οι Μοντάκοι αρχίζουν να μιλούν για να ξεφορτωθούν την άλλη οικογένεια

by releasing this molecule.

ελευθερώνοντας αυτό το μόριο.

(Laughter)

(Γέλια)

And with subtitles:

Με αυτόν τον υπότιτλο:

[Let us coordinate an attack.]

[Ας οργανώσουμε επίθεση]

(Laughter)

(Γέλια)

Let's coordinate an attack.

Ας οργανώσουμε επίθεση.

And then everybody at once responds

Και αμέσως όλοι ανταποκρίνονται

by releasing a poison that will kill the other family.

ελευθερώνοντας δηλητήριο που θα σκοτώσει την άλλη οικογένεια.

[Eliminate!]

[Εξουδετερώστε!]

(Laughter)

(Γέλια)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Οι Καπουλέτοι απαντούν με αντεπίθεση.

[Counterattack!]

[Αντεπίθεση!]

And they have a battle.

Κι έτσι έχουν μάχη.

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

Εδώ είναι αληθινά βακτήρια που μονομαχούν με οργανίδια που μοιάζουν με ξίφη

where they try to kill each other

προσπαθώντας να σκοτώσουν το ένα το άλλο

by literally stabbing and rupturing each other.

με το να μαχαιρώνουν και να διαρρηγνύουν το ένα το άλλο.

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

Όποιου η οικογένεια νικήσει γίνεται το κυρίαρχο βακτήριο.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Αυτό που κάνω λοιπόν είναι να εντοπίζω βακτηριακές συζητήσεις

that lead to different collective behaviors

που οδηγούν σε διάφορες συλλογικές συμπεριφορές

like the fight you just saw.

όπως η μάχη που είδατε.

And what I did was to spy on bacterial communities

Αυτό που έκανα ήταν να κατασκοπεύσω βακτηριακές κοινότητες

inside the human body

μέσα στο ανθρώπινο σώμα

in patients at a hospital.

σε ασθενείς σε ένα νοσοκομείο.

I followed 62 patients in an experiment,

Παρακολούθησα 62 ασθενείς σε ένα πείραμα

where I tested the patient samples for one particular infection,

όπου εξέτασα τα δείγματα των ασθενών για μία συγκεκριμένη μόλυνση,

δίχως να ξέρω τα αποτελέσματα των παραδοσιακών διαγνωστικών εξετάσεων.

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

Now, in bacterial diagnostics,

Στις βακτηριακές διαγνώσεις

a sample is smeared out on a plate,

ένα δείγμα απλώνεται πάνω σε ένα τρυβλίο

and if the bacteria grow within five days,

και αν το βακτήριο μεγαλώσει μέσα σε πέντε μέρες

the patient is diagnosed as infected.

τότε ο ασθενής διαγιγνώσκεται μολυσμένος.

When I finished the study and I compared the tool results

Όταν τελείωσα την έρευνα και συνέκρινα τα αποτελέσματα του εργαλείου

to the traditional diagnostic test and the validation test,

με τις παραδοσιακές διαγνώσεις και τους ελέγχους εγκυρότητας

I was shocked.

έπαθα σοκ.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Ήταν πολύ πιο εντυπωσιακά απ' ότι περίμενα.

But before I tell you what the tool revealed,

Προτού όμως σας πω τι αποκάλυψε το εργαλείο

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

θα ήθελα να σας πω για έναν ιδιαίτερο ασθενή που παρακολούθησα

a young girl.

ένα μικρό κορίτσι.

She had cystic fibrosis,

Είχε κυστική ίνωση,

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

μια γενετική ασθένεια που κάνει τα πνευμόνια ευαίσθητα

σε βακτηριακές λοιμώξεις.

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

Το κορίτσι δεν ήταν μέρος της κλινικής δοκιμής.

I followed her because I knew from her medical record

Την παρακολούθησα διότι ήξερα από το ιατρικό της ιστορικό

that she had never had an infection before.

ότι δεν είχε ποτέ κάποια μόλυνση.

Once a month, this girl went to the hospital

Μία φορά το μήνα πήγαινε στο νοσοκομείο

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

για να αφήσει δείγμα σιέλου σε ένα κύπελλο.

This sample was transferred for bacterial analysis

Αυτό το δείγμα μεταφερόταν για βακτηριακή ανάλυση στο κεντρικό εργαστήριο

at the central laboratory

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

ώστε οι γιατροί να δράσουν αμέσως εάν ανακάλυπταν κάποια μόλυνση.

Αυτό μου επέτρεψε να δοκιμάσω τη συσκευή μου στα δείγματά της.

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

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

Τους πρώτους δύο μήνες τα δείγματά της δεν έδειξαν κάτι.

But the third month,

Τον τρίτο μήνα όμως,

I discovered some bacterial chatter in her sample.

ανακάλυψα μια βακτηριακή κουβεντούλα στο δείγμα της.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Τα βακτήρια οργανώνονταν για να βλάψουν τον ιστό των πνευμόνων της.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Η παραδοσιακή διαγνωστική όμως δεν έδειξε καθόλου βακτήρια.

I measured again the next month,

Έκανα μετρήσεις και τον επόμενο μήνα

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

και είδα ότι η βακτηριακή συζήτηση έγινε ακόμη πιο επιθετική.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Πάλι, η παραδοσιακή διαγνωστική δεν έδειξε κάτι.

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

Η έρευνά μου τελείωσε, αλλά μισό χρόνο μετά, ενημερώθηκα για την κατάστασή της

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

για να δω αν τα βακτήρια για τα οποία μόνο εγώ ήξερα είχαν εξαφανιστεί

without medical intervention.

χωρίς ιατρική παρέμβαση.

They hadn't.

Δεν είχαν.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

Όμως το κορίτσι είχε τώρα διαγνωστεί με σοβαρή λοίμωξη

of deadly bacteria.

θανάσιμων βακτηρίων.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Ήταν τα ίδια ακριβώς βακτήρια που είχε ανακαλύψει το εργαλείο μου νωρίτερα.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Παρά την επιθετική αντιβιοτική θεραπεία

it was impossible to eradicate the infection.

ήταν αδύνατο να εξουδετερωθεί η λοίμωξη.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Οι γιατροί έκριναν ότι δεν θα έφτανε να γίνει 20.

When I measured on this girl's samples,

Όταν έκανα μετρήσεις στα δείγματά της

my tool was still in the initial stage.

το εργαλείο μου ήταν ακόμη σε αρχικό στάδιο.

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

Δεν ήξερα καν ότι η μέθοδός μου δουλεύει

therefore I had an agreement with the doctors

έτσι είχα συμφωνήσει με τους γιατρούς

not to tell them what my tool revealed

να μην τους πω τις ανακαλύψεις μου

in order not to compromise their treatment.

για να μην διακινδυνεύσω τη θεραπεία.

Όταν είδα λοιπόν τα αποτελέσματα που δεν ήταν καν επιβεβαιωμένα

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

I didn't dare to tell

δεν τόλμησα να πω κάτι

because treating a patient without an actual infection

διότι το να δώσεις θεραπεία σε ασθενή χωρίς κάποια λοίμωξη

also has negative consequences for the patient.

έχει επίσης αρνητικές συνέπειες για τον ασθενή.

But now we know better,

Τώρα όμως ξέρουμε καλύτερα

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

και είναι πολλά τα νέα αγόρια και κορίτσια που μπορεί να σωθούν

because, unfortunately, this scenario happens very often.

γιατί δυστυχώς αυτό το σενάριο συμβαίνει πολύ συχνά.

Patients get infected,

Οι ασθενείς μολύνονται,

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

τα βακτήρια κάπως δεν φαίνονται στις παραδοσιακές διαγνωστικές εξετάσεις

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

και ξαφνικά η λοίμωξη ξεσπάει στον ασθενή με σοβαρά συμπτώματα.

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

Σε αυτό το σημείο, είναι ήδη πολύ αργά.

The surprising result of the 62 patients I followed

Τα αναπάντεχα αποτελέσματα των 62 ασθενών που παρακολούθησα

was that my device caught bacterial conversations

ήταν ότι η συσκευή μου έπιασε βακτηριακές συζητήσεις

in more than half of the patient samples

σε παραπάνω από τα μισά δείγματα των ασθενών

that were diagnosed as negative by traditional methods.

που είχαν διαγνωστεί αρνητικά με τις παραδοσιακές μεθόδους.

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

Με άλλα λόγια, παραπάνω από τους μισούς γύρισαν σπίτι σκεπτόμενοι

ότι δεν είχαν κάποια λοίμωξη,

they were free from infection,

although they actually carried dangerous bacteria.

παρ' όλο που κουβαλούσαν επικίνδυνα βακτήρια.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Μέσα σε αυτούς τους ασθενείς με λάθος διαγνώσεις

bacteria were coordinating a synchronized attack.

τα βακτήρια οργάνωναν μια συγχρονισμένη επίθεση.

They were whispering to each other.

Ψιθύριζαν το ένα στο άλλο.

What I call "whispering bacteria"

Αυτό που αποκαλώ «ψίθυρο βακτηρίων»

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

είναι τα βακτήρια που οι παραδοσιακές μέθοδοι δεν μπορούν να διαγνώσουν.

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

Μέχρι στιγμής, μόνο το μεταφραστικό εργαλείο πιάνει τέτοιους ψιθύρους.

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

Θεωρώ πως αυτό το χρονικό διάστημα κατά το οποίο τα βακτήρια ακόμη ψιθυρίζουν

is a window of opportunity for targeted treatment.

είναι μια ευκαιρία για στοχευμένη θεραπεία.

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

Αν το κορίτσι είχε λάβει θεραπεία σε αυτό το διάστημα

it might have been possible to kill the bacteria

ίσως να ήταν δυνατόν να σκοτωθούν τα βακτήρια

in their initial stage,

στο αρχικό τους στάδιο

before the infection got out of hand.

πριν η λοίμωξη ξεφύγει.

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

Μετά την εμπειρία μου με αυτό το κορίτσι αποφάσισα να κάνω ό,τι μπορώ

to push this technology into the hospital.

για να προωθήσω αυτήν την τεχνολογία στα νοσοκομεία.

Together with doctors,

Μαζί με τους γιατρούς,

I'm already working on implementing this tool in clinics

δουλεύω ήδη για την εγκατάσταση του εργαλείου στις κλινικές

to diagnose early infections.

για τη διάγνωση πρώιμων λοιμόξεων.

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

Παρ' όλο που ακόμη οι γιατροί δεν ξέρουν πώς να αντιμετωπίσουν τους ασθενείς

during the whispering phase,

κατά τη διάρκεια της φάσης των ψιθύρων

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

το εργαλείο επιτρέπει στους γιατρούς

να παρακολουθούν στενά τους ευάλωτους ασθενείς.

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

Θα μπορέσουν να επιβεβαιώσουν εάν η θεραπεία πιάνει ή όχι

and it could help answer simple questions:

και θα μπορέσουν να απαντήσουν σε απλές ερωτήσεις:

Is the patient infected?

Είναι μολυσμένος ο ασθενής;

And what are the bacteria up to?

Και τι σχεδιάζουν τα βακτήρια;

Bacteria talk,

Τα βακτήρια μιλάνε,

they make secret plans,

κάνουν μυστικά σχέδια

and they send confidential information to each other.

και στέλνουν εμπιστευτικές πληροφορίες το ένα στο άλλο.

But not only can we catch them whispering,

Όμως, δεν τα πιάνουμε απλώς να ψιθυρίζουν

we can all learn their secret language

μπορούμε να μάθουμε τη μυστική τους γλώσσα

and become ourselves bacterial whisperers.

και να ψιθυρίζουμε κι εμείς στη γλώσσα των βακτηρίων.

And, as bacteria would say,

Κι όπως λένε και τα βακτήρια,

"3-oxo-C12-aniline."

«3-οξο-Ν-φαινυλ-δωδεκαναμίδη».

(Laughter)

(Γέλια)

(Applause)

(Χειροκρότημα)

Thank you.

Ευχαριστώ.