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

Traductor: Denise RQ Revisor: Sebastian Betti

In the space that used to house one transistor,

En el espacio que ocupaba un transistor,

we can now fit one billion.

ahora podemos colocar mil millones de ellos.

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

Gracias a eso una computadora del tamaño de una habitación

now fits in your pocket.

cabe ahora en su bolsillo.

You might say the future is small.

Se podría decir que el futuro es pequeño.

As an engineer,

Como ingeniera,

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

esta revolución de la miniaturización en las computadoras me inspira.

As a physician,

Como médica,

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

me pregunto si podríamos usarla para reducir las fatalidades

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

debido a una enfermedad con la mayor tasa de crecimiento en el mundo: el cáncer.

cancer.

Now when I say that,

Cuando digo esto, lo que la mayoría cree oír

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

es que estamos trabajando en curar el cáncer.

And we are.

Y lo estamos, así es.

But it turns out

Resulta que tenemos una oportunidad increíble de salvar vidas

that there's an incredible opportunity to save lives

through the early detection and prevention of cancer.

gracias a la detección temprana y a la prevención del cáncer.

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

A nivel mundial, más de dos tercios de las muertes por cáncer son prevenibles

using methods that we already have in hand today.

mediante los métodos que tenemos hoy a nuestra disposición.

Things like vaccination, timely screening

Cosas como vacunas, detección temprana y por supuesto, dejar de fumar.

and of course, stopping smoking.

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

Pero incluso con las mejores herramientas y tecnologías actuales

some tumors can't be detected

no podemos detectar algunos tumores

until 10 years after they've started growing,

hasta 10 años después de su aparición

when they are 50 million cancer cells strong.

cuando su número quizás asciende a 50 millones de células cancerosas.

What if we had better technologies

¿Y si tuviéramos mejores tecnologías de detección temprana

to detect some of these more deadly cancers sooner,

para estos tipos de cánceres letales

when they could be removed,

cuando todavía podrían ser eliminados o justo antes de que se desarrollen?

when they were just getting started?

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

Les diré cómo podría la miniaturización llevarnos hasta allí.

This is a microscope in a typical lab

Aquí se ve el típico microscopio de laboratorio que usan los patólogos

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

para observar una muestra de tejido,

like a biopsy or a pap smear.

para una biopsia o una prueba de Papanicolaou.

This $7,000 microscope

Este microscopio que vale USD 7000

would be used by somebody with years of specialized training

lo usa alguien con años de especialización para identificar células cancerosas.

to spot cancer cells.

Esta es una imagen enviada por una colega mía de la Universidad Rice,

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

Rebecca Richards-Kortum.

Rebecca Richards-Kortum.

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

Ella y su equipo han miniaturizado

ese microscopio en 10 partes de USD 1

into this $10 part,

and it fits on the end of an optical fiber.

que cabe en el extremo de una fibra óptica

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

y esto significa que en lugar de tomar una muestra de un paciente

and sending it to the microscope,

y enviarlo al microscopio,

you can bring the microscope to the patient.

podemos traer el microscopio al paciente.

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

y en lugar de esperar que un especialista analice las imágenes,

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

una máquina puede distinguir entre células normales y cancerosas.

Ahora bien, esto es importante

Now this is important,

because what they found working in rural communities,

porque descubrieron al trabajar en comunidades rurales,

is that even when they have a mobile screening van

que incluso cuando se dispone de una unidad móvil de diagnóstico

that can go out into the community and perform exams

que puede desplazarse para realizar pruebas,

and collect samples

juntar muestras y enviarlas a un hospital central para su análisis,

and send them to the central hospital for analysis,

que días más tarde, las mujeres a quienes llamaron

that days later,

women get a call with an abnormal test result

-- si los resultados de las pruebas fueron negativos --

and they're asked to come in.

para pedirles que acudan al hospital,

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

la mitad no se presentó porque no pueden permitirse el viaje.

With the integrated microscope and computer analysis,

Con un microscopio integrado y el análisis por computador,

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

Rebecca y sus colegas pudieron equipar una unidad móvil

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

configurada para la detección y para tratamiento al mismo tiempo.

And what that means is that they can do a diagnosis

Eso significa que se puede hacer un diagnóstico y tratar a la vez

and perform therapy on the spot,

so no one is lost to follow up.

de modo que nadie quede sin tratamiento.

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

Esto es solo un ejemplo de cómo la miniaturización puede salvar vidas.

Now as engineers,

Como ingenieros, vemos esto como una simple miniaturización.

we think of this as straight-up miniaturization.

You took a big thing and you made it little.

Se trata de una cosa grande hecha pequeña,

But what I told you before about computers

pero lo que les dije antes sobre las computadoras

was that they transformed our lives

es que transforman nuestras vidas

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

cuando son lo suficientemente pequeñas para llevarlas a todas partes.

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

Y ¿cuál es el equivalente de dicha transformación en el campo médico?

Well, what if you had a detector

Bueno, ¿y si tuvieran un detector tan pequeño

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

que pudiera circular por dentro de su cuerpo,

find the tumor all by itself

encontrar el tumor por sí mismo

and send a signal to the outside world?

y enviar una señal al mundo exterior?

It sounds a little bit like science fiction.

Suena un poco a ciencia ficción

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

pero, en realidad, la nanotecnología nos permite hacer precisamente eso.

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

La nanotecnología nos permite reducir las partes componentes de un detector

from the width of a human hair,

-- del grosor de un cabello humano, es decir, 100 micrones --

which is 100 microns,

to a thousand times smaller,

reducirlas mil veces, hasta los 100 nanómetros.

which is 100 nanometers.

And that has profound implications.

Y eso tiene profundas consecuencias.

It turns out that materials actually change their properties

Sabemos que a nanoescala, los materiales cambian sus propiedades.

at the nanoscale.

You take a common material like gold,

Un material como el oro,

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

molido y transformado en polvo, en nanopartículas de oro,

and it changes from looking gold to looking red.

cambia su color de dorado a rojo.

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

Un material más exótico como el seleniuro de cadmio

forms a big, black crystal --

-- un cristal de gran tamaño y de color negro --

if you make nanocrystals out of this material

hace brillar sus nanocristales al ponerlos en un líquido y bajo una fuente de luz:

and you put it in a liquid,

and you shine light on it,

they glow.

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

y se ve azul, verde, amarillo, naranja, rojo,

depending only on their size.

todo depende solo de su tamaño.

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

¡Es increíble!

¿Se imaginan un objeto similar en el mundo macro?

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

Es como si todos los vaqueros de algodón que tienen en su armario

but they are different colors depending only on their size.

pudieran cambiar de color solo por cambiar de talla.

(Laughter)

(Risas)

So as a physician,

Como médica, lo interesante para mí

what's just as interesting to me

is that it's not just the color of materials

es que no solo el color de los materiales es lo que cambia a nanoescala;

that changes at the nanoscale;

the way they travel in your body also changes.

sino que la manera de viajar por el cuerpo también cambia.

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

Y esta es la observación que usaremos para mejorar la detección tumoral.

to make a better cancer detector.

So let me show you what I mean.

Les mostraré lo que quiero decir.

This is a blood vessel in the body.

Este es un vaso sanguíneo rodeado por un tumor.

Surrounding the blood vessel is a tumor.

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

Inyectaremos nanopartículas en el vaso sanguíneo

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

para observar cómo pasan del sistema circulatorio al tumor

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

ya que muchos de los vasos sanguíneos rodeados por tumores presentan fugas

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

y las nanopartículas pueden filtrarse de la circulación sanguínea en el tumor.

Whether they leak out depends on their size.

La filtración depende de su tamaño.

Así pues, en esta imagen,

So in this image,

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

las partículas más pequeñas de color azul, de cientos de nanómetros, se filtran,

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

mientras que las mayores, de color rojo y de unos 500 nanómetros,

siguen atrapadas en el torrente sanguíneo.

are stuck in the bloodstream.

So that means as an engineer,

Como ingeniera, esto significa

depending on how big or small I make a material,

que el tamaño de un material que construyo

I can change where it goes in your body.

puede cambiar el lugar de su destino en el cuerpo.

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

Mi laboratorio diseñó recientemente un detector tumoral tan pequeño

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

que puede viajar dentro del cuerpo para detectar tumores.

We designed it to listen for tumor invasion:

Lo diseñamos para que oiga una invasión tumoral:

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

la orquesta de señales químicas

que los tumores necesitan producir para extenderse.

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

Para que un tumor rompa el tejido donde se forma,

it has to make chemicals called enzymes

tiene que producir químicos llamados enzimas

to chew through the scaffolding of tissues.

y con ellos abrirse paso a través de los tejidos.

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

Estas nanopartículas están diseñadas para ser activadas por estas enzimas.

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

Una enzima puede activar mil reacciones químicas en una hora.

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

Para un ingeniero, es una proporción de 1:1000,

a form of amplification,

o una forma de amplificación que hace algo ultrasensible.

and it makes something ultrasensitive.

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

Así que hicimos un detector ultrasensible al cáncer.

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

Pero ¿cómo hago que esta señal activada se transmita al mundo exterior,

where I can act on it?

donde puedo tomar medidas?

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

Para ello, usaremos una vez más la biología a nanoescala,

and that has to do with the kidney.

y esta vez tiene que ver con el riñón.

The kidney is a filter.

El riñón es un filtro.

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

Su función es filtrar la sangre y eliminar los residuos con la orina.

It turns out that what the kidney filters

Resulta que lo que el riñón filtra

is also dependent on size.

también depende del tamaño.

So in this image, what you can see

Así pues, en esta imagen, se puede ver

is that everything smaller than five nanometers

cómo todo por debajo de los 5 nanómetros

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

pasa de la sangre, a través del riñón, en la orina,

and everything else that's bigger is retained.

mientras que todo lo demás que es más grande, queda retenido.

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

Así que si hago un detector de cáncer de unos 100 nanómetros,

I inject it in the bloodstream,

lo inyecto en el torrente sanguíneo,

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

para poder filtrarse en la tumor y activar las enzimas tumorales

to release a small signal

de modo que liberarán una pequeña señal

that is small enough to be filtered out of the kidney

lo suficientemente pequeña para ser filtrada por el riñón

and put into the urine,

y eliminada con la orina,

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

tendré una señal en el mundo exterior que puedo detectar.

OK, but there's one more problem.

No obstante hay un problema más.

This is a tiny little signal,

Esta es una señal tan diminuta

so how do I detect it?

que no sé cómo detectar.

Well, the signal is just a molecule.

Bueno, la señal es solo una molécula.

They're molecules that we designed as engineers.

Son moléculas diseñadas por los ingenieros, completamente sintéticas,

They're completely synthetic, and we can design them

así que podemos diseñarlas para que sean compatibles con nuestra herramientas.

so they are compatible with our tool of choice.

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

Si queremos usar un instrumento muy sensible y lujoso

called a mass spectrometer,

llamado espectrómetro de masas,

then we make a molecule with a unique mass.

entonces diseñamos una molécula que tenga una masa única.

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

O tal vez queremos hacer algo más barato y portátil.

Then we make molecules that we can trap on paper,

Entonces diseñamos moléculas que pueden atraparse en papel,

like a pregnancy test.

como una prueba de embarazo.

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

De hecho, hay todo un mundo de pruebas de papel disponibles

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

en lo que viene a llamarse el campo de diagnóstico en papel.

Alright, where are we going with this?

Muy bien, ¿a dónde nos lleva todo esto?

What I'm going to tell you next,

Lo que estoy a punto de decirles,

as a lifelong researcher,

es un sueño para mí, después de una larga vida de investigación.

represents a dream of mine.

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

No puedo decir que sea una promesa;

it's a dream.

es un sueño,

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

pero creo que todos tenemos que tener sueños para animarnos a seguir adelante,

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

incluso, y quizás sobre todo, los que investigan tumores.

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

Les diré lo que espero que pase con mi tecnología,

that my team and I will put our hearts and souls

y que junto con mi equipo haremos todo lo posible

into making a reality.

para hacer de esto una realidad.

OK, here goes.

Bien, aquí va:

I dream that one day,

sueño que un día,

instead of going into an expensive screening facility

en lugar de acudir a un centro de diagnóstico caro

to get a colonoscopy,

para una colonoscopía, una mamografía o una prueba de Papanicolaou,

or a mammogram,

or a pap smear,

that you could get a shot,

se pueda inyectar una vacuna, esperar una hora,

wait an hour,

and do a urine test on a paper strip.

y hacerse un análisis de orina en una tira de papel.

I imagine that this could even happen

Me imagino que esto incluso podría ocurrir

sin necesidad de una fuente de electricidad constante,

without the need for steady electricity,

or a medical professional in the room.

o un profesional médico presente.

Maybe they could be far away

Tal vez podrían estar disponibles

and connected only by the image on a smartphone.

para conectarse con la ayuda de un teléfono inteligente.

Now I know this sounds like a dream,

Sé que esto es un sueño,

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

pero en el laboratorio esto ya funciona con los ratones,

where it works better than existing methods

y funciona mejor que los métodos existentes

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

para la detección de tumores pulmonares, y cánceres de colon y de ovario.

And I hope that what this means

Y espero

is that one day we can detect tumors in patients

que un día podamos detectar tumores en pacientes

sooner than 10 years after they've started growing,

-- antes de que pasen esos 10 años desde su aparición --

in all walks of life,

en cualquier lugar, en todo el mundo,

all around the globe,

and that this would lead to earlier treatments,

y que esto lleve a un tratamiento temprano

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

para poder salvar más vidas de las que podamos hoy en día,

with early detection.

con la detección disponible.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)