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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Fordító: Gyöngyi Iris Czachesz Lektor: Andi Vida

You don't know them.

Nem ismerjük őket.

You don't see them.

Nem látjuk őket.

But they're always around,

Mégis itt vannak körülöttünk,

whispering,

suttognak,

making secret plans,

titkos terveket szőnek,

building armies with millions of soldiers.

többmilliós hadsereget állítanak fel.

And when they decide to attack,

És mikor úgy döntenek, hogy támadnak,

they all attack at the same time.

hirtelen lecsapnak ránk.

I'm talking about bacteria.

A baktériumokról beszélek.

(Laughter)

(Nevetés)

Who did you think I was talking about?

Mit gondoltak, kiről?

Bacteria live in communities just like humans.

A baktériumok közösségekben élnek, ahogy mi, emberek is.

They have families,

Családjuk van,

they talk,

beszélgetnek,

and they plan their activities.

megtervezik tevékenységeiket.

And just like humans, they trick, deceive,

És az emberhez hasonlóan ők is ravaszkodnak, csalnak,

and some might even cheat on each other.

néha hűtlenek is egymáshoz.

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

Mit szólnak, ha azt mondom, hogy lehallgathatjuk a beszélgetéseiket,

and translate their confidential information into human language?

és lefordíthatjuk emberi nyelvre a bizalmas információkat?

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

És ha azt mondom, hogy e fordítások életeket menthetnek?

I hold a PhD in nanophysics,

Nanofizikából doktoráltam,

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

és nanotechnológiai eljárással olyan szinkronfordító eszközt alkottam,

that can spy on bacterial communities

amivel lehallgathatjuk a baktériumközösségeket,

and give us recordings of what bacteria are up to.

és így megtudhatjuk, mire készülődnek.

Bacteria live everywhere.

Mindenfelé élnek baktériumok.

They're in the soil, on our furniture

A talajban, a bútorainkon

and inside our bodies.

és a testünkben is.

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

Az e teremben található élő sejtek 90 százaléka bakteriális sejt.

Some bacteria are good for us;

Vannak számunkra hasznos baktériumok:

they help us digest food or produce antibiotics.

segítik az emésztést, az immunrendszer ellenanyag-termelését.

And some bacteria are bad for us;

Némelyikük azonban káros:

they cause diseases and death.

betegséget, halált okozhat.

To coordinate all the functions bacteria have,

Hogy összehangolják feladataikat,

they have to be able to organize,

a baktériumoknak szerveződniük kell,

and they do that just like us humans --

és ezt pont úgy teszik, ahogy mi:

by communicating.

kommunikálnak.

But instead of using words,

Szavak helyett azonban

they use signaling molecules to communicate with each other.

jelzőmolekulákat használnak egymás közt.

When bacteria are few,

Mikor kevés a baktérium,

the signaling molecules just flow away,

a jelzőmolekulák szétszóródnak,

like the screams of a man alone in the desert.

mint magányos ember kiáltása a pusztában.

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

De mikor sok a baktérium, felgyűlnek a jelzőmolekulák,

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

így a baktériumok észlelik, hogy nincsenek egyedül.

They listen to each other.

Hallgatják egymást.

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

Figyelik, hányan vannak,

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

és hogy mikor vannak elegen egy támadás indításához.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Mikor a jelzőmolekulák száma elér egy bizonyos szintet,

all the bacteria sense at once that they need to act

minden baktériumsejt egyszerre érzékeli,

with the same action.

hogy cselekedniük kell.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

A bakteriális párbeszéd tehát egy kezdeményezésből és egy reakcióból áll:

a production of a molecule and the response to it.

egy molekula keletkezéséből és a rá adott válaszból.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

Kutatásom során

az emberi szervezetben található bakteriális közösségekre koncentráltam.

inside the human body.

How does it work?

Mit is jelent ez?

We have a sample from a patient.

Mintát veszünk egy pácienstől.

It could be a blood or spit sample.

Vér- vagy köpetmintát.

We shoot electrons into the sample,

Elektronokat juttatunk a mintába.

the electrons will interact with any communication molecules present,

Az elektronok kölcsönhatásba lépnek a kommunikáló molekulákkal.

and this interaction will give us information

E kölcsönhatás információt nyújt

on the identity of the bacteria,

a baktériumok fajtájáról,

the type of communication

a kommunikáció típusáról,

and how much the bacteria are talking.

és hogy mennyit kommunikálnak a baktériumok.

But what is it like when bacteria communicate?

De vajon milyen az, amikor a baktériumok kommunikálnak?

Before I developed the translation tool,

Mielőtt ezt a fordító eszközt kifejlesztettem,

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

azt gondoltam, a baktériumok egyszerű nyelven kommunikálnak.

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

Mint a gyerekek, mielőtt elkezdenének szavakat vagy mondatokat használni.

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

Mikor nevetnek, akkor boldogok, mikor sírnak, akkor szomorúak.

Simple as that.

Ennyi az egész.

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

De kiderült, a baktériumok korántsem ilyen egyszerűek.

A molecule is not just a molecule.

Egy molekula nem csak molekula.

It can mean different things depending on the context,

Sok mindent jelenthet, a körülményektől függően.

just like the crying of babies can mean different things:

Mint ahogy a babák sírása is több dolgot jelezhet:

sometimes the baby is hungry,

hol azt, hogy éhesek,

sometimes it's wet,

hol azt, hogy bepisiltek,

sometimes it's hurt or afraid.

néha fáj valamijük, vagy félnek.

Parents know how to decode those cries.

A szülők tudják, hogyan értelmezzék a sírást.

And to be a real translation tool,

Egy igazi fordító eszköz képes arra,

it had to be able to decode the signaling molecules

hogy a körülmények függvényében fejtse meg és fordítsa le

and translate them depending on the context.

a molekulák jelzéseit.

And who knows?

És ki tudja,

Maybe Google Translate will adopt this soon.

talán hamarosan a Google Fordító is átveszi ezt.

(Laughter)

(Nevetés)

Let me give you an example.

Hadd mondjak egy példát.

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

Hoztam pár baktériumadatot, kicsit talán nehéz megérteni őket,

if you're not trained,

ha nem vagyunk ebben jártasak,

but try to take a look.

de próbáljuk meg.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Ez egy boldog baktériumcsalád, most fertőztek meg egy beteget.

Let's call them the Montague family.

Nevezzük őket a Montague családnak.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Megosztják erőforrásaikat, szaporodnak, növekednek.

One day, they get a new neighbor,

Egy nap új család költözik a szomszédba,

bacterial family Capulet.

a Capulet baktériumcsalád.

(Laughter)

(Nevetés)

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

Az élet szépen megy tovább, ki-ki járja a maga útját.

But then something unplanned happens.

De egyszercsak váratlan dolog történik.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Montague Rómeó beleszeret Capulet Júliába.

(Laughter)

(Nevetés)

And yes, they share genetic material.

És igen, genetikai állományaikat is megosztják egymással.

(Laughter)

(Nevetés)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Ez a génátvitel veszélyes lehet a Montague-k számára,

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

akik egyedüliként akarják uralni a megfertőzött beteget.

and sharing genes contributes

A génmegosztás elősegítené,

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

hogy a Capuletek antibiotikum-rezisztenssé váljanak.

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

A Montague-k tehát megbeszélik, hogy elpusztítják a másik családot:

by releasing this molecule.

felszabadítanak egy molekulát.

(Laughter)

(Nevetés)

And with subtitles:

Mégpedig a következő felirattal:

[Let us coordinate an attack.]

[Szervezzünk támadást!]

(Laughter)

(Nevetés)

Let's coordinate an attack.

Szervezzünk támadást!

And then everybody at once responds

Mindenki azonnal reagál:

by releasing a poison that will kill the other family.

méreganyagot bocsátanak ki, ami megöli a másik családot.

[Eliminate!]

[Megsemmisítés!]

(Laughter)

(Nevetés)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Capuleték válaszul ellentámadásba lendülnek.

[Counterattack!]

[Ellentámadás!]

And they have a battle.

A két tábor összecsap.

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

E videóban valódi baktériumok csatáznak kardszerű sejtszervecskéik segítségével.

where they try to kill each other

Megpróbálják megölni egymást:

by literally stabbing and rupturing each other.

döfködnek és kaszabolnak.

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

A csata győztese lesz az uralkodó baktériumcsalád.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Én tehát meg tudom figyelni a bakteriális beszélgetéseket,

that lead to different collective behaviors

melyek a különböző csoportos akciókat megelőzik,

like the fight you just saw.

amilyen az előbb látott csata is volt.

And what I did was to spy on bacterial communities

Kórházi fekvőbetegek testében található

baktériumközösségeket

inside the human body

in patients at a hospital.

kezdtem tehát lehallgatni.

I followed 62 patients in an experiment,

A kísérlet során 62 pácienssel dolgoztam,

where I tested the patient samples for one particular infection,

egy meghatározott fertőzést keresve elemeztem a tőlük vett mintát,

anélkül, hogy ismertem volna a hagyományos diagnosztikai mérések eredményét.

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

Now, in bacterial diagnostics,

A bakteriális diagnosztizálás során

a sample is smeared out on a plate,

a mintát szétkenjük egy üvegtálon,

and if the bacteria grow within five days,

és ha öt napon belül növekedni kezdenek a baktériumok,

the patient is diagnosed as infected.

a pácienst fertőzöttnek tekintjük.

When I finished the study and I compared the tool results

A vizsgálat végeztével összehasonlítottam eredményeimet

to the traditional diagnostic test and the validation test,

a hagyományos diagnosztikai és az ellenőrző mérések eredményeivel,

I was shocked.

és elképedtem.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Sokkal meglepőbb volt, mint amire számítottam.

But before I tell you what the tool revealed,

De mielőtt elmondanám, mire jöttem rá,

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

az egyik betegről szeretnék mesélni,

a young girl.

egy fiatal lányról.

She had cystic fibrosis,

Cisztás fibrózisa volt,

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

ez egy genetikai betegség, amitől a tüdeje érzékennyé vált a fertőzésekre.

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

Ő nem vett részt a vizsgálatomban.

I followed her because I knew from her medical record

Azért figyeltem őt, mert a leleteiből láttam,

that she had never had an infection before.

hogy korábban soha nem volt fertőzése.

Once a month, this girl went to the hospital

Havonta egyszer bement a kórházba,

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

ahol felköhögött egy csészébe egy köpetmintát.

This sample was transferred for bacterial analysis

E mintát bakteriális analízisre küldték,

at the central laboratory

mégpedig a központi laboratóriumba,

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

hogy egy esetleges fertőzés esetén orvosa azonnal tudjon reagálni.

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

Így én is kipróbálhattam diagnosztikai módszeremet a mintáin.

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

Az első két hónapban semmit nem találtam.

But the third month,

De a harmadik hónapban

I discovered some bacterial chatter in her sample.

bakteriális kommunikációt fedeztem fel a mintában.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

A baktériumok a tüdőszövet szétroncsolására készültek.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

A hagyományos diagnosztikai módszerek nem mutatták ki a baktériumokat.

I measured again the next month,

A következő hónapban újabb mérést végeztem,

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

és azt láttam, hogy a bakteriális kommunikáció agresszívabb lett.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

A hagyományos diagnosztikai mérés még mindig nem mutatott ki semmit.

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

Kutatásom véget ért, de fél év múlva utánanéztem, mi történt a lánnyal,

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

vajon a baktériumok, melyeket csak én láttam,

without medical intervention.

maguktól eltűntek-e.

They hadn't.

Nem tűntek el.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

A lányt súlyosan megfertőzték

of deadly bacteria.

a halálos baktériumok.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Azok, amelyeket a módszeremmel kimutattam.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Az agresszív antibiotikumkúra ellenére

it was impossible to eradicate the infection.

sem sikerült megszüntetni a fertőzést.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Az orvosok úgy számolták, nem éri meg a harmincadik évét.

When I measured on this girl's samples,

Mikor e lány mintáin végeztem a méréseket,

my tool was still in the initial stage.

a fejlesztésem még kezdeti stádiumban volt.

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

Nem tudtam, működik-e egyáltalán a módszerem,

therefore I had an agreement with the doctors

ezért megegyeztünk az orvosokkal,

not to tell them what my tool revealed

hogy nem mondom el nekik az eredményeimet,

in order not to compromise their treatment.

nehogy azok befolyásolják a kezeléseket.

Amikor tehát láttam ezeket az akkor még meg nem erősített eredményeket,

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

I didn't dare to tell

nem mertem elmondani,

because treating a patient without an actual infection

hiszen egy nem fertőzött ember fertőzöttként kezelése

also has negative consequences for the patient.

káros következményekkel is járhat.

But now we know better,

De most már okosabbak vagyunk,

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

és sok a megmentendő fiatal fiú és lány,

because, unfortunately, this scenario happens very often.

ugyanis sajnos gyakran alakul ehhez hasonlóan egy fertőzés.

Patients get infected,

A beteg megfertőződik,

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

a hagyományos diagnosztikai mérések nem mutatják ki a baktériumokat,

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

majd hirtelen sokkal súlyosabb tünetekkel tör elő a betegség.

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

És ekkor már túl késő.

The surprising result of the 62 patients I followed

A 62 betegen folytatott vizsgálatom meglepő eredménye az volt,

was that my device caught bacterial conversations

hogy az én módszeremmel bakteriális kommunikációt észleltünk

in more than half of the patient samples

olyan minták több mint felénél,

that were diagnosed as negative by traditional methods.

melyeket a hagyományos diagnosztikai mérések negatívnak értékeltek.

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

Vagyis e betegek több mint fele úgy ment haza,

they were free from infection,

hogy azt hitte, nincs fertőzése,

although they actually carried dangerous bacteria.

miközben veszélyes baktériumokat hordozott a szervezetében.

Inside these wrongly diagnosed patients,

E tévesen diagnosztizált betegek testében

bacteria were coordinating a synchronized attack.

a baktériumok összehangolt támadásra készülődtek.

They were whispering to each other.

Suttogtak egymásnak.

What I call "whispering bacteria"

"Suttogó baktériumoknak" nevezem azokat a baktériumokat,

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

melyek hagyományos mérésekkel nem kimutathatók.

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

Egyelőre ez az egyetlen olyan eszköz, mellyel észlelhető a suttogásuk.

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

Azt gondolom, hogy amíg a baktériumok csak suttognak,

is a window of opportunity for targeted treatment.

még van lehetőségünk a célzott terápiára.

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

Ha azt a lányt ebben az időszakban kezelték volna,

it might have been possible to kill the bacteria

lehetséges, hogy kiirtották volna a baktériumokat

in their initial stage,

a betegség kezdeti stádiumában,

before the infection got out of hand.

még mielőtt a fertőzés teljesen elszabadul.

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

Ez a tapasztalatom arra késztetett, hogy mindent megtegyek azért,

to push this technology into the hospital.

hogy ez a technológia bekerüljön a kórházakba.

Together with doctors,

Orvosokkal együtt dolgozom

I'm already working on implementing this tool in clinics

a módszer klinikai felhasználásán,

to diagnose early infections.

hogy a fertőzéseket időben felfedezhessék.

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

Bár még nem tudjuk, hogyan kezeljék a betegeket

during the whispering phase,

e "suttogó fázisban",

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

módszerem segítségével több figyelmet szentelhetnek nekik.

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

Azonnal látják, a kezelés hatásos volt-e vagy sem,

and it could help answer simple questions:

és választ kaphatnak olyan egyszerű kérdésekre, mint:

Is the patient infected?

Megfertőződött a beteg?

And what are the bacteria up to?

Mire készülnek a baktériumok?

Bacteria talk,

A baktériumok beszélgetnek,

they make secret plans,

titkos terveket szőnek,

and they send confidential information to each other.

bizalmas információkat küldenek egymásnak.

But not only can we catch them whispering,

De nemcsak lehallgathatjuk a suttogásukat,

we can all learn their secret language

hanem meg is tanulhatjuk titkos nyelvüket,

and become ourselves bacterial whisperers.

mi magunk is baktériumnyelven suttogókká válhatunk.

And, as bacteria would say,

És ahogy a baktériumok mondanák:

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oxo-C12-anilin".

(Laughter)

(Nevetés)

(Applause)

(Taps)

Thank you.

Köszönöm.