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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Traductor: María Julia Galles Revisor: Sonia Escudero Sánchez

You don't know them.

No las conocen.

You don't see them.

No las ven.

But they're always around,

Pero siempre andan por ahí,

whispering,

cuchicheando,

making secret plans,

elaborando planes secretos,

building armies with millions of soldiers.

creando ejércitos con millones de soldados...

And when they decide to attack,

Y cuando deciden atacar,

they all attack at the same time.

atacan todas al mismo tiempo.

I'm talking about bacteria.

Estoy hablando de las bacterias.

(Laughter)

(Risas)

Who did you think I was talking about?

¿De quién pensaban que hablaba?

Bacteria live in communities just like humans.

Las bacterias viven en comunidades al igual que los humanos.

They have families,

Tienen familias,

they talk,

hablan,

y planean sus actividades.

and they plan their activities.

And just like humans, they trick, deceive,

Y al igual que los humanos, hacen trampa, engañan

and some might even cheat on each other.

e incluso algunas se engañan unas a otras.

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

¿Y si les digo que podemos escuchar las conversaciones de las bacterias

and translate their confidential information into human language?

y traducir su información confidencial al lenguaje humano?

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

¿Y que el traducir las conversaciones de las bacterias puede salvar vidas?

I hold a PhD in nanophysics,

Tengo un doctorado en nanofísica

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

y usé la nanotecnología para desarrollar

una herramienta de traducción en tiempo real

that can spy on bacterial communities

que puede espiar a las comunidades de bacterias

and give us recordings of what bacteria are up to.

y obtener grabaciones de lo que las bacterias están haciendo.

Bacteria live everywhere.

Las bacterias viven en todos lados.

They're in the soil, on our furniture

Están en la tierra, en los muebles

and inside our bodies.

y dentro de nuestros cuerpos.

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

De hecho, el 90 % de todas las células vivas en este escenario son bacterianas.

Some bacteria are good for us;

Algunas bacterias son beneficiosas;

they help us digest food or produce antibiotics.

nos ayudan a digerir la comida o producen antibióticos.

And some bacteria are bad for us;

Y algunas bacterias son malas para nosotros;

they cause diseases and death.

causan enfermedades y muerte.

To coordinate all the functions bacteria have,

Para coordinar todas sus funciones,

they have to be able to organize,

las bacterias deben poder organizarse,

and they do that just like us humans --

y las hacen como los humanos:

by communicating.

comunicándose.

But instead of using words,

Pero en vez de usar palabras

they use signaling molecules to communicate with each other.

usan moléculas de señalización para comunicarse entre sí.

When bacteria are few,

Cuando hay pocas bacterias,

the signaling molecules just flow away,

las moléculas de señalización simplemente fluyen,

like the screams of a man alone in the desert.

como los gritos de un hombre solo en el desierto.

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

Pero cuando hay muchas bacterias, las moléculas de señalización se acumulan,

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

y las bacterias empiezan a percibir que no están solas.

They listen to each other.

Se escuchan unas a otras.

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

De este modo, controlan cuántas son

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

y cuándo son suficientes como para iniciar una nueva acción.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Y cuando las moléculas de señalización han alcanzado un cierto umbral,

all the bacteria sense at once that they need to act

todas las bacterias perciben al unísono que deben realizar

with the same action.

la misma acción.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Así que las conversaciones bacterianas constan de una iniciativa y una reacción,

a production of a molecule and the response to it.

la producción de una molécula y la respuesta a esta.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

En mi investigación me he concentrado en espiar a comunidades bacterianas

inside the human body.

dentro del cuerpo humano.

How does it work?

¿Cómo funciona?

We have a sample from a patient.

Tomamos una muestra de un paciente;

It could be a blood or spit sample.

puede ser de sangre o saliva.

We shoot electrons into the sample,

Disparamos electrones en la muestra,

the electrons will interact with any communication molecules present,

y los electrones interactúan con cualquier molécula de comunicación presente;

and this interaction will give us information

esta interacción nos dará información

on the identity of the bacteria,

sobre la identidad de la bacteria,

the type of communication

el tipo de comunicación

and how much the bacteria are talking.

y cuánto están hablando las bacterias.

But what is it like when bacteria communicate?

Pero ¿cómo es cuando las bacterias se comunican?

Before I developed the translation tool,

Antes de desarrollar la herramienta de traducción

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

mi primera hipótesis era que las bacterias tenían un lenguaje primitivo,

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

como niños pequeños que aún no han desarrollado palabras ni oraciones.

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

Cuando se ríen están felices, cuando lloran están tristes.

Tan simple como eso.

Simple as that.

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

Pero resultó que las bacterias no eran tan primitivas como supuse que serían.

A molecule is not just a molecule.

Una molécula no es solo una molécula.

It can mean different things depending on the context,

Puede significar cosas distintas dependiendo del contexto,

just like the crying of babies can mean different things:

al igual que el llanto de los bebés significa cosas distintas:

sometimes the baby is hungry,

a veces el bebé tiene hambre,

sometimes it's wet,

a veces está mojado,

sometimes it's hurt or afraid.

a veces está lastimado o tiene miedo.

Parents know how to decode those cries.

Los padres saben cómo decodificar esos llantos.

And to be a real translation tool,

Y como herramienta de traducción real

it had to be able to decode the signaling molecules

tenía que decodificar las moléculas de señalización

and translate them depending on the context.

y traducirlas dependiendo del contexto.

And who knows?

Y, ¿quién sabe?

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Quizá el traductor de Google la adopte pronto.

(Laughter)

(Risas)

Let me give you an example.

Les daré un ejemplo.

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

Traje algunos datos bacterianos que quizá sean un poco difíciles de entender

if you're not trained,

si no están entrenados,

but try to take a look.

pero traten de observar.

(Laughter)

(Risas)

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

Esta es una familia bacteriana feliz que ha infectado a un paciente.

Let's call them the Montague family.

Llamémosla la familia Montesco.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Comparten los recursos, se reproducen y crecen.

One day, they get a new neighbor,

Un día reciben nuevos vecinos:

bacterial family Capulet.

la familia bacteriana Capuleto.

(Laughter)

(Risas)

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

Mientras trabajen juntas, todo va bien.

But then something unplanned happens.

Pero entonces ocurre algo inesperado.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Romeo Montesco tiene una relación con Julieta Capuleto.

(Laughter)

(Risas)

And yes, they share genetic material.

Y sí, comparten material genético.

(Laughter)

(Risas)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Esta transferencia de genes puede ser peligrosa para los Montesco,

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

que ambicionan ser la única familia en el paciente que han infectado,

and sharing genes contributes

y compartir los genes contribuye

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

a que los Capuleto desarrollen una resistencia contra los antibióticos.

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

Así que los Montesco empiezan a hablar para deshacerse de la otra familia

by releasing this molecule.

liberando esta molécula.

(Laughter)

(Risas)

And with subtitles:

Y con subtítulos:

[Let us coordinate an attack.]

[Coordinemos un ataque]

(Laughter)

(Risas)

Let's coordinate an attack.

Coordinemos un ataque.

And then everybody at once responds

Y entonces todos responden al unísono

by releasing a poison that will kill the other family.

liberando un veneno que matará a la otra familia.

[Eliminate!]

[¡Eliminar!]

(Laughter)

(Risas)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Los Capuleto responden ordenando un contraataque.

[Counterattack!]

[¡Contraataque!]

And they have a battle.

Y tienen una batalla.

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

Este video es de bacterias reales que luchan con orgánulos parecidos a espadas,

where they try to kill each other

en el que tratan de matarse

by literally stabbing and rupturing each other.

literalmente apuñalándose y rompiéndose unas a otras.

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

La familia que gane esta batalla se convertirá en la bacteria dominante.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Así que, lo que puedo hacer es detectar conversaciones bacterianas

that lead to different collective behaviors

que conducen a distintas conductas colectivas

like the fight you just saw.

como la batalla que vieron.

And what I did was to spy on bacterial communities

Y lo que yo hice fue espiar las comunidades de bacterias

inside the human body

dentro del cuerpo humano

in patients at a hospital.

en pacientes de un hospital.

I followed 62 patients in an experiment,

Seguí a 62 pacientes en un experimento,

where I tested the patient samples for one particular infection,

donde analicé muestras de pacientes sobre una infección en particular,

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

sin saber los resultados de las pruebas de diagnóstico tradicionales.

Now, in bacterial diagnostics,

Ahora bien, para los diagnósticos de bacterias

a sample is smeared out on a plate,

se esparce una muestra sobre una placa

and if the bacteria grow within five days,

y si las bacterias en cinco días,

the patient is diagnosed as infected.

se diagnostica al paciente como infectado.

When I finished the study and I compared the tool results

Cuando terminé el estudio y comparé los resultados de la herramienta

to the traditional diagnostic test and the validation test,

con la prueba de diagnóstico tradicional y la prueba de validación,

I was shocked.

quedé sorprendida.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Fue mucho más asombroso de lo que nunca hubiera previsto.

Pero antes de decir lo que reveló la herramienta

But before I tell you what the tool revealed,

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

quisiera contarles sobre una paciente específica a la que seguí:

a young girl.

una niña.

She had cystic fibrosis,

Tenía fibrosis cística,

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

una enfermedad genética que hacía que sus pulmones

fueran susceptibles a infecciones bacterianas.

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

La niña no formaba parte del ensayo clínico.

I followed her because I knew from her medical record

La seguí porque yo sabía, por su historia clínica,

that she had never had an infection before.

que nunca antes había tenido una infección.

Once a month, this girl went to the hospital

Una vez al mes esta niña iba al hospital

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

para expectorar una muestra de esputo en un recipiente.

This sample was transferred for bacterial analysis

Esta muestra se transfería para un análisis bacteriano

at the central laboratory

al laboratorio central,

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

de modo que los médicos pudieran actuar rápidamente si descubrían una infección.

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

Y esto me permitía también a mí probar sus muestras en mi dispositivo.

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

Los primeros dos meses en los que medí sus muestras, no había nada.

But the third month,

Pero al tercer mes,

I discovered some bacterial chatter in her sample.

descubrí algunas conversaciones bacterianas en su muestra.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Las bacterias estaban coordinándose para dañar su tejido pulmonar.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Pero los diagnósticos tradicionales no mostraban ninguna bacteria.

I measured again the next month,

Lo medí nuevamente el mes siguiente,

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

y pude ver que las conversaciones entre las bacterias eran aún más agresivas.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Los diagnósticos tradicionales todavía no mostraban nada.

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

Mi estudio terminó, pero medio año después seguí su estado

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

para ver si las bacterias que solo yo conocía habían desaparecido

without medical intervention.

sin intervención médica.

They hadn't.

No lo habían hecho.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

Ahora habían diagnosticado a la niña con una infección aguda

of deadly bacteria.

de bacterias mortales.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Eran las mismas bacterias que mi herramienta había descubierto antes.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Y, a pesar de un tratamiento fuerte con antibióticos,

it was impossible to eradicate the infection.

fue imposible erradicar la infección.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Los médicos consideraron que no viviría más allá de los 20 años.

When I measured on this girl's samples,

Cuando medí las muestras de esta niña

my tool was still in the initial stage.

mi herramienta aún estaba en la etapa inicial.

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

Ni siquiera sabía si mi método funcionaba,

therefore I had an agreement with the doctors

por lo que acordé con los médicos

not to tell them what my tool revealed

no decirles lo que reveló

in order not to compromise their treatment.

para no comprometer su tratamiento.

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

Cuando vi estos resultados, que no habían sido validados,

I didn't dare to tell

no me atreví a decir nada

because treating a patient without an actual infection

porque tratar a los pacientes sin una infección real

also has negative consequences for the patient.

también tiene consecuencias negativas para ellos.

But now we know better,

Pero ahora sabemos más,

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

y hay muchos niños y niñas a los que todavía podemos salvar

because, unfortunately, this scenario happens very often.

porque, lamentablemente, esta situación ocurre muy a menudo.

Patients get infected,

Los pacientes se infectan,

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

las bacterias no aparecen en la prueba de diagnóstico tradicional

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

y, de pronto, la infección se desencadena en el paciente con síntomas graves.

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

Y en ese momento ya es muy tarde.

The surprising result of the 62 patients I followed

El resultado sorprendente sobre los 62 pacientes que seguí

was that my device caught bacterial conversations

es que mi dispositivo captó conversaciones bacterianas

in more than half of the patient samples

en más de la mitad de las muestras

that were diagnosed as negative by traditional methods.

que habían sido diagnosticadas como negativas por los métodos tradicionales.

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

Más de la mitad de estos pacientes se habían ido a casa pensando

they were free from infection,

que no tenían infección,

although they actually carried dangerous bacteria.

aunque en realidad eran portadores de bacterias peligrosas.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Dentro de estos pacientes mal diagnosticados

bacteria were coordinating a synchronized attack.

las bacterias se coordinaban para lanzar un ataque sincronizado.

They were whispering to each other.

Cuchicheaban unas con otras.

What I call "whispering bacteria"

Yo llamo "bacterias cuchicheadoras"

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

a las bacterias que los métodos tradicionales no pueden diagnosticar.

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

Es la única herramienta de traducción que puede captar esos cuchicheos.

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

Creo que el tiempo durante el cual las bacterias aún están cuchicheando

is a window of opportunity for targeted treatment.

es un período de oportunidad para el tratamiento dirigido.

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

Si la niña hubiera sido tratada durante esta período,

it might have been possible to kill the bacteria

podría haber sido posible matar a las bacterias

in their initial stage,

en su estado inicial,

before the infection got out of hand.

antes de que la infección se fuera de las manos.

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

Mi experiencia con esta niña me hizo decidir hacer todo lo posible

to push this technology into the hospital.

por impulsar el uso de esta tecnología en el hospital.

Together with doctors,

Junto con los médicos

I'm already working on implementing this tool in clinics

trabajo para implementar esta herramienta en las clínicas

to diagnose early infections.

para diagnosticar las infecciones tempranas.

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

Aunque los médicos no saben todavía cómo tratar a los pacientes

during the whispering phase,

durante la fase de cuchicheo,

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

puede ayudarlos a vigilar de cerca a los pacientes en riesgo.

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

Podría ayudarlos a confirmar si el tratamiento ha funcionado o no,

and it could help answer simple questions:

y a responder preguntas sencillas:

Is the patient infected?

¿Está infectado el paciente?

And what are the bacteria up to?

¿Y qué están haciendo las bacterias?

Bacteria talk,

Las bacterias hablan,

they make secret plans,

hacen planes secretos

and they send confidential information to each other.

y se envían información confidencial entre sí.

But not only can we catch them whispering,

Pero no solo podemos captarlas mientras cuchichean,

we can all learn their secret language

también podemos aprender su lenguaje secreto

and become ourselves bacterial whisperers.

y volvernos cuchicheadores bacterianos.

And, as bacteria would say,

Y, como dirían las bacterias:

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oxo-C12-aniline."

["Fin"]

(Laughter)

(Risas)

(Applause)

(Aplausos)

Thank you.

Gracias.