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

Μετάφραση: Maria Boura Επιμέλεια: Antonis Isaakidis

In the space that used to house one transistor,

Στο χώρο που κάποτε χρειαζόταν για να στεγαστεί ένα τρανζίστορ,

we can now fit one billion.

τώρα χωράνε ένα δισεκατομμύριο.

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

Έτσι, ένας υπολογιστής μεγέθους ενός ολόκληρου δωματίου

now fits in your pocket.

τώρα χωράει στην τσέπη σας.

You might say the future is small.

Μπορεί κανείς να πει ότι το μέλλον είναι μικρό.

As an engineer,

Ως μηχανικός,

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

με εμπνέει αυτή η επαναστατική σμίκρυνση στους υπολογιστές.

As a physician,

Ως γιατρός,

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

αναρωτιέμαι εάν θα μπορούσαμε να τη χρησιμοποιήσουμε

για να μειώσουμε τον αριθμό των ζωών που χάνονται

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

εξαιτίας μίας από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες ασθένειες στη Γη:

cancer.

τον καρκίνο.

Now when I say that,

Όταν το λέω αυτό,

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

οι περισσότεροι με ακούν να λέω ότι εργαζόμαστε

για να θεραπεύσουμε τον καρκίνο.

And we are.

Και αυτό κάνουμε.

But it turns out

Αλλά απ' ό,τι φαίνεται

that there's an incredible opportunity to save lives

υπάρχει μια τρομερή ευκαιρία να σώσουμε ζωές

through the early detection and prevention of cancer.

μέσω της έγκαιρης διάγνωσης και πρόληψης του καρκίνου.

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

Παγκοσμίως, πάνω από τα δύο τρίτα των θανάτων από καρκίνο

είναι πλήρως αποτρέψιμοι χρησιμοποιώντας μεθόδους που ήδη υπάρχουν σήμερα.

using methods that we already have in hand today.

Things like vaccination, timely screening

Προληπτικά μέτρα όπως ο εμβολιασμός, ο τακτικός έλεγχος,

and of course, stopping smoking.

και φυσικά, η διακοπή του καπνίσματος.

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

Αλλά ακόμα και με τα καλύτερα εργαλεία και τεχνολογίες που υπάρχουν σήμερα,

some tumors can't be detected

κάποιοι όγκοι δεν μπορούν να ανιχνευτούν

until 10 years after they've started growing,

παρά μόνο μετά την πάροδο 10 ετών από τη στιγμή που άρχισαν να μεγαλώνουν,

when they are 50 million cancer cells strong.

όταν υπάρχουν ήδη 50 εκατομμύρια καρκινικά κύτταρα.

Εάν όμως είχαμε πιο εξελιγμένες τεχνολογίες

What if we had better technologies

to detect some of these more deadly cancers sooner,

για να ανιχνεύσουμε κάποιους από αυτούς τους πιο επικίνδυνους καρκίνους νωρίτερα,

when they could be removed,

όταν ακόμα μπορούν να αφαιρεθούν, όταν ακόμα ξεκινάνε να μεγαλώνουν;

when they were just getting started?

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

Επιτρέψτε μου να σας πω πως η σμίκρυνση μπορεί να μας βοηθήσει σε αυτό.

Αυτό είναι ένα μικροσκόπιο σε ένα τυπικό εργαστήριο,

This is a microscope in a typical lab

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

που ένας γιατρός θα χρησιμοποιούσε για να κοιτάξει ένα δείγμα ιστού,

like a biopsy or a pap smear.

όπως μία βιοψία ή ένα τεστ-Παπανικολάου.

This $7,000 microscope

Αυτό το μικροσκόπιο των 7.000 δολαρίων

θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από κάποιον με χρόνια εξειδικευμένης εκπαίδευσης

would be used by somebody with years of specialized training

to spot cancer cells.

για να ανιχνεύσει καρκινικά κύτταρα.

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

Αυτή είναι μία εικόνα μιας συναδέλφου μου από το Πανεπιστήμιο Ράις,

Rebecca Richards-Kortum.

της Ρεμπέκα Ρίτσαρντς Κόρτουμ.

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

Αυτό που έχει κάνει με την ομάδα της είναι να συρρικνώσουν όλο αυτό το μικροσκόπιο

into this $10 part,

σε αυτό το κομμάτι των 10 δολαρίων,

and it fits on the end of an optical fiber.

το οποίο χωράει στην άκρη μιας οπτικής ίνας.

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

Αυτό σημαίνει ότι αντί να παίρνουμε δείγμα από έναν ασθενή

and sending it to the microscope,

και να το στέλνουμε στο μικροσκόπιο,

you can bring the microscope to the patient.

μπορούμε να φέρουμε το μικροσκόπιο στον ασθενή.

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

Και τότε, αντί να απαιτείται ένας ειδικός να ελέγξει τις εικόνες,

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

μπορούμε να εκπαιδεύσουμε έναν υπολογιστή να διακρίνει υγιή από καρκινικά κύτταρα.

Now this is important,

Αυτό είναι σημαντικό,

because what they found working in rural communities,

διότι έχει διαπιστωθεί πως σε αγροτικές περιοχές,

is that even when they have a mobile screening van

ακόμα και όταν μία φορητή μονάδα ελέγχου

that can go out into the community and perform exams

μπορεί να πάει σε μία κοινότητα

και να συλλέξει δείγματα

and collect samples

and send them to the central hospital for analysis,

και να τα στείλει στο κεντρικό νοσοκομείο για ανάλυση,

that days later,

μετά από μερικές μέρες,

women get a call with an abnormal test result

όταν κάποιες γυναίκες παίρνουν μη φυσιολογικά αποτελέσματα

and they're asked to come in.

και τους ζητείται να πάνε στο νοσοκομείο,

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

οι μισές δεν πηγαίνουν διότι δεν μπορούν να πληρώσουν το ταξίδι.

With the integrated microscope and computer analysis,

Με το συνδυασμό μικροσκόπιας και διαγνωστικής ανάλυσης,

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

η Ρεμπέκα και οι συνάδελφοί της έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν μια μονάδα

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

που έχει και διαγνωστική και θεραπευτική οργανολογία.

And what that means is that they can do a diagnosis

Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να γίνει διάγνωση

and perform therapy on the spot,

και θεραπεία άμεσα,

so no one is lost to follow up.

ώστε κανένας ασθενής να μην χάσει τα αποτελέσματα της εξέτασής του.

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

Αυτό είναι απλά ένα παράδειγμα του πως η σμίκρυνση μπορεί να σώσει ζωές.

Now as engineers,

Ως μηχανικοί,

we think of this as straight-up miniaturization.

αυτό το θεωρούμε ως απευθείας σμίκρυνση.

You took a big thing and you made it little.

Πήρατε κάτι μεγάλο και το κάνατε μικρό.

But what I told you before about computers

Αλλά αυτό που σας είπα πριν σχετικά με τους υπολογιστές

was that they transformed our lives

είναι ότι μεταμόρφωσαν τη ζωή μας

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

όταν έγιναν αρκετά μικροί,

ώστε να μπορούμε να τους παίρνουμε μαζί μας παντού.

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

Ποιο είναι λοιπόν το μεταμορφωσιακό ισοδύναμο αυτού στην ιατρική;

Well, what if you had a detector

Πώς θα ήταν αν είχατε έναν ανιχνευτή

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

τόσο μικρό που να μπορεί να κυκλοφορεί στο σώμα σας,

find the tumor all by itself

να βρίσκει τον όγκο από μόνο του

and send a signal to the outside world?

και να στέλνει ένα σήμα στον έξω κόσμο;

It sounds a little bit like science fiction.

Ακούγεται λίγο σαν επιστημονική φαντασία.

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

Αλλά στην πραγματικότητα, η νανοτεχνολογία μας επιτρέπει να το κάνουμε αυτό.

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

Η νανοτεχνολογία μας επιτρέπει

να συρρικνώσουμε τα τμήματα που αποτελούν έναν ανιχνευτή

from the width of a human hair,

από το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας,

which is 100 microns,

που είναι 100 μικρόμετρα,

to a thousand times smaller,

έως και χίλιες φορές λιγότερο,

which is 100 nanometers.

που είναι 100 νανόμετρα.

And that has profound implications.

Και αυτό έχει ριζικές συνέπειες.

It turns out that materials actually change their properties

Αποδεικνύεται ότι τα υλικά αλλάζουν τις ιδιότητές τους

at the nanoscale.

στη νανοκλίμακα.

You take a common material like gold,

Παίρνετε ένα κοινό υλικό, όπως ο χρυσός,

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

και το αλέθετε σε σκόνη, σε νανοσωματίδια χρυσού

and it changes from looking gold to looking red.

και αλλάζει χρώμα από χρυσό σε κόκκινο.

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

Εάν πάρετε ένα πιο εξωτικό υλικό, όπως σεληνιούχο κάδμιο

forms a big, black crystal --

-το οποίο σχηματίζει έναν μεγάλο, μαύρο κρύσταλλο-

if you make nanocrystals out of this material

και φτιάξετε νανοκρυστάλλους από αυτό το υλικό

and you put it in a liquid,

και τους βάλετε σε ένα υγρό,

and you shine light on it,

και ρίξετε φως πάνω τους,

they glow.

φέγγουν.

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

Και φέγγουν σε μπλε, πράσινο, κίτρινο, πορτοκαλί, κόκκινο,

depending only on their size.

ανάλογα με το μέγεθός τους.

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

Είναι τρελό! Μπορείτε να φανταστείτε ένα τέτοιο αντικείμενο στον μακρόκοσμο;

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

Θα ήταν σαν να είναι όλα τα τζην στην ντουλάπα σας από βαμβάκι,

but they are different colors depending only on their size.

αλλά διαφορετικού χρώματος, ανάλογα μόνο με το μέγεθός τους.

(Laughter)

(Γέλια)

So as a physician,

Ως γιατρός,

what's just as interesting to me

κάτι που μου είναι εξίσου ενδιαφέρον

is that it's not just the color of materials

είναι το γεγονός ότι όχι μόνο το χρώμα των υλικών

that changes at the nanoscale;

αλλάζει στη νανοκλίμακα,

the way they travel in your body also changes.

αλλά και ο τρόπος που ταξιδεύουν στο σώμα μας επίσης αλλάζει.

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

Και αυτού του είδους τις παρατηρήσεις θα χρησιμοποιήσουμε

to make a better cancer detector.

για να φτιάξουμε έναν καλύτερο ανιχνευτή καρκίνου.

So let me show you what I mean.

Επιτρέψτε μου να σας δείξω τι εννοώ.

This is a blood vessel in the body.

Αυτό είναι ένα αιμοφόρο αγγείο στο σώμα.

Surrounding the blood vessel is a tumor.

Το αγγείο το περιβάλλει ο όγκος.

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

Θα ενέσουμε νανοσωματίδια στο αγγείο

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

και θα παρακολουθήσουμε πώς ταξιδεύουν

από την κυκλοφορία του αίματος στον όγκο.

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

Αποδεικνύεται ότι τα αγγεία πολλών ειδών όγκων έχουν διαρροές,

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

και άρα νανοσωματίδια μπορούν να διαρρεύσουν από το αίμα στον όγκο.

Whether they leak out depends on their size.

Εάν θα διαρρεύσουν εξαρτάται από το μέγεθός τους.

So in this image,

Σε αυτή την εικόνα,

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

τα μικρότερα, των 100 νανομέτρων, μπλε νανοσωματίδια διαρρέουν,

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

και τα μεγαλύτερα, των 500 νανομέτρων, κόκκινα νανοσωματίδια

παραμένουν στην κυκλοφορία του αίματος.

are stuck in the bloodstream.

So that means as an engineer,

Αυτό σημαίνει πως ως μηχανικός,

depending on how big or small I make a material,

ανάλογα με το πόσο μικρό ή μεγάλο φτιάχνω ένα υλικό,

I can change where it goes in your body.

μπορώ να καθορίσω που θα πάει στο σώμα.

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

Στο εργαστήριό μου, πρόσφατα δημιουργήσαμε ένα νανοανιχνευτή καρκίνου

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

τόσο μικρό που μπορεί να ταξιδέψει στο σώμα και να ψάξει για όγκους.

We designed it to listen for tumor invasion:

Το σχεδιάσαμε έτσι ώστε να αναζητά τη διείσδυση του καρκίνου:

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

την ορχήστρα των χημικών σημάτων

που χρειάζεται να κάνουν οι όγκοι για να εξαπλωθούν.

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

Για να ελευθερωθεί ο όγκος από τον ιστό στον οποίο γεννιέται,

it has to make chemicals called enzymes

πρέπει να φτιάξει χημικά που ονομάζονται ένζυμα

to chew through the scaffolding of tissues.

για να διαπεράσει τον ιστό.

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

Σχεδιάσαμε αυτά τα νανοσωματίδια ώστε να ενεργοποιούνται από αυτά τα ένζυμα.

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

Ένα ένζυμο μπορεί να ενεργοποιήσει χίλιες τέτοιες χημικές αντιδράσεις σε μία ώρα.

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

Στη μηχανική, αυτό το αποκαλούμε λόγο 1 προς 1000

a form of amplification,

μιας μορφής ενίσχυσης,

and it makes something ultrasensitive.

και κάνει κάτι εξαιρετικά ευαίσθητο.

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

Έχουμε φτιάξει λοιπόν έναν εξαιρετικά ευαίσθητο ανιχνευτή καρκίνου.

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

Ωραία, αλλά πώς βγάζω αυτό το ενεργοποιημένο σήμα στον εξωτερικό κόσμο,

where I can act on it?

όπου μπορώ να δράσω πάνω σε αυτό;

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

Γι' αυτό θα χρησιμοποιήσουμε άλλο ένα κομμάτι βιολογικής νανοτεχνολογίας,

and that has to do with the kidney.

που έχει να κάνει με το νεφρό.

The kidney is a filter.

Το νεφρό είναι ένα φίλτρο.

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

Η δουλειά του είναι να φιλτράρει το αίμα και να αποθέτει τα παραπροϊόντα στα ούρα.

It turns out that what the kidney filters

Αποδεικνύεται πως ό,τι φιλτράρει το νεφρό

is also dependent on size.

εξαρτάται και αυτό από το μέγεθος.

So in this image, what you can see

Σε αυτή λοιπόν την εικόνα, αυτό που μπορείτε να δείτε είναι

is that everything smaller than five nanometers

πως οτιδήποτε μικρότερο των 5 νανομέτρων

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

έρχεται από το αίμα, μέσω του νεφρού, στα ούρα,

and everything else that's bigger is retained.

και οτιδήποτε μεγαλύτερο συγκρατείται.

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

Εάν λοιπόν φτιάξω έναν ανιχνευτή καρκίνου των 100-νανομέτρων,

I inject it in the bloodstream,

τον ενέσω στην κυκλοφορία του αίματος,

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

μπορεί να διαρρεύσει στον όγκο όπου ενεργοποιείται από τα ένζυμα του όγκου

to release a small signal

για να στείλει ένα μικρό σήμα

that is small enough to be filtered out of the kidney

που να είναι αρκετά μικρό ώστε να διαπεράσει το νεφρό

and put into the urine,

και να εναποτεθεί στα ούρα,

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

έχω ένα σήμα στον εξωτερικό κόσμο που μπορώ να ανιχνεύσω.

OK, but there's one more problem.

Υπάρχει όμως άλλο ένα πρόβλημα.

This is a tiny little signal,

Αυτό είναι ένα μικροσκοπικό σήμα,

so how do I detect it?

πώς λοιπόν το ανιχνεύω;

Well, the signal is just a molecule.

Το σήμα είναι απλά ένα μόριο.

They're molecules that we designed as engineers.

Είναι μόρια που σχεδιάσαμε ως μηχανικοί.

They're completely synthetic, and we can design them

Είναι πλήρως συνθετικά, και μπορούμε να τα σχεδιάσουμε

so they are compatible with our tool of choice.

ώστε να είναι συμβατά με το εργαλείο της επιλογής μας.

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

Εάν θέλουμε να χρησιμοποιήσουμε ένα ευαίσθητο, εντυπωσιακό όργανο

called a mass spectrometer,

το οποίο λέγεται φασματόμετρο μάζας,

then we make a molecule with a unique mass.

τότε μπορούμε να φτιάξουμε ένα μόριο μοναδικής μάζας.

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

Ή ίσως να θέλουμε να φτιάξουμε κάτι πιο φτηνό και φορητό.

Then we make molecules that we can trap on paper,

Τότε φτιάχνουμε μόρια που μπορούμε να παγιδεύσουμε σε χαρτί,

like a pregnancy test.

όπως σε ένα τεστ εγκυμοσύνης.

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

Στην πραγματικότητα, υπάρχει ένας ολόκληρος κόσμος

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

από εξετάσεις με τη χρήση χαρτιού

όπου γίνονται διαθέσιμα σε έναν κλάδο που ονομάζεται χαρτοδιαγνωστική.

Alright, where are we going with this?

Ωραία, που πάμε με αυτό;

What I'm going to tell you next,

Το επόμενο που θα σας πω,

as a lifelong researcher,

ως δια βίου ερευνήτρια,

represents a dream of mine.

αντιπροσωπεύει ένα όνειρό μου.

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

Δεν μπορώ να πω ότι είναι μια υπόσχεση,

it's a dream.

είναι ένα όνειρο.

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

Αλλά πιστεύω πως όλοι μας πρέπει να έχουμε όνειρα να μας ωθούν μπροστά,

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

ακόμα και -ή ίσως ειδικά- οι ερευνητές καρκίνου.

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

Θα σας πω τι εύχομαι να γίνει με την τεχνολογία μου,

that my team and I will put our hearts and souls

για το οποίο η ομάδα μου κι εγώ θα βάλουμε τα δυνατά μας

into making a reality.

για να γίνει πραγματικότητα.

OK, here goes.

Ορίστε λοιπόν.

I dream that one day,

Ονειρεύομαι μία μέρα,

instead of going into an expensive screening facility

αντί κάποιος να πηγαίνει σε ένα ακριβό εξεταστικό κέντρο

to get a colonoscopy,

για να κάνει μια κολονοσκόπηση,

or a mammogram,

ή μια μαστογραφία,

or a pap smear,

ή ένα τεστ-Παπανικολάου,

that you could get a shot,

να κάνει μία ένεση,

wait an hour,

να περιμένει μία ώρα,

and do a urine test on a paper strip.

και να κάνει μία εξέταση ούρων σε μια λωρίδα χαρτί.

I imagine that this could even happen

Φαντάζομαι πως αυτό θα μπορούσε να γίνει

without the need for steady electricity,

και χωρίς την ανάγκη για σταθερή ηλεκτροδότηση,

or a medical professional in the room.

ή ένα γιατρό στο δωμάτιο.

Maybe they could be far away

Θα μπορούσε να είναι μακριά

and connected only by the image on a smartphone.

και να συνδεθεί μόνο μέσω εικόνας από ένα έξυπνο κινητό.

Now I know this sounds like a dream,

Ξέρω πως ακούγεται σαν ένα όνειρο,

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

αλλά στο εργαστήριο αυτό το έχουμε ήδη καταφερεί σε ποντίκια,

where it works better than existing methods

όπου δουλεύει καλύτερα από τις υπάρχουσες μεθόδους

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

για την ανίχνευση καρκίνου του πνεύμονα, του εντέρου και των ωοθηκών.

And I hope that what this means

Και εύχομαι πως αυτό σημαίνει

is that one day we can detect tumors in patients

ότι μία μέρα θα μπορούμε να ανιχνεύουμε όγκους σε ασθενείς

sooner than 10 years after they've started growing,

λιγότερο από δέκα χρόνια από τη στιγμή που άρχισαν να μεγαλώνουν,

in all walks of life,

σε οποιαδήποτε κοινωνική τάξη,

all around the globe,

σε όλο τον κόσμο,

and that this would lead to earlier treatments,

και ότι αυτό θα οδηγήσει σε θεραπεία νωρίτερα,

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

και ότι θα μπορούμε να σώσουμε περισσότερες ζωές από ότι σήμερα,

with early detection.

με την έγκαιρη ανίχνευση.

Thank you.

Σας ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)