New nanotech to detect cancer early | Joshua Smith

Traduttore: Chiara Cettolin Revisore: Mara Caruso

"You have cancer."

"Lei ha un cancro."

Sadly, about 40 percent of us will hear those three words within our lifetime,

Purtroppo circa il 40 per cento di noi se lo sentirà dire una volta nella vita,

and half will not survive.

e la metà non sopravviverà.

This means that two out of five of your closest friends and relatives

Ciò significa che a due su cinque dei vostri amici più cari o parenti

will be diagnosed with some form of cancer,

verrà diagnosticata una qualche forma di tumore,

and one will die.

e uno ne morirà.

Beyond the physical hardships,

Oltre ad avere disagi fisici,

roughly one-third of cancer survivors here in the US

quasi un terzo di chi sopravvive al cancro negli Stati Uniti

will go into debt from treatment.

si indebiterà per pagare le cure.

And they're at least two and a half times more likely to declare bankruptcy

Queste persone hanno più del doppio delle probabilità di andare in bancarotta

than those without cancer.

di chi non ha il cancro

This disease is pervasive.

Questa malattia è pervasiva.

It's emotionally draining

Ti prosciuga emotivamente

and, for many,

e, per molti,

financially destructive.

anche finanziariamente.

But a cancer diagnosis doesn't have to be a death sentence.

Ma una diagnosi di tumore non significa sempre una sentenza di morte.

Finding cancer early,

Diagnosticarlo tempestivamente,

closer its genesis,

agli esordi,

is one of the critical factors to improving treatment options,

è essenziale per migliorare le possibilità di trattamento

reducing its emotional impact

riducendo l'impatto emotivo

and minimizing financial burdens.

e quello monetario.

Most importantly,

Ma soprattutto

finding cancer early --

Prevenire il cancro -

which is one of the primary aims of my research --

- uno degli scopi primari della mia ricerca-

greatly enhances your odds of survival.

aumenta le probabilità di sopravvivere

If we just look at the case of breast cancer for example,

Prendiamo l'esempio del cancro al seno:

we find that those who are diagnosed and treated at stage one

se viene diagnosticato e trattato allo stadio 1

have a five-year survival rate of nearly 100 percent --

c'è una probabilità di sopravvivenza a cinque anni vicina al 100 per cento -

odds that decrease to just 22 percent if treated at stage four.

la percentuale scende al 22 per cento se viene trattato allo stadio 4.

And similar trends are found for colorectal and ovarian cancer.

Andamenti simili si riscontrano anche nel cancro del colon-retto e ovarico.

Now, we're all aware that an early diagnosis that is accurate

Ecco, sappiamo tutti che un'accurata diagnosi precoce

is critical for survival.

è fondamentale per sopravvivere.

The problem is that many cancer diagnostic tools are invasive,

Il problema è che molti metodi diagnostici sono invasivi,

costly,

costosi,

often inaccurate

spesso imprecisi,

and they can take an agonizing amount of time to get the results back.

e ci può volere moltissimo tempo prima di ottenere dei risultati.

Still worse, when it comes to some forms of cancer,

O ancora peggio, per certe forme di tumore,

such as ovarian, liver or pancreatic cancer,

come quello alle ovaie, al fegato o al pancreas,

good screening methods simply don't exist,

non esistono nemmeno dei metodi di screening affidabili,

meaning that often people wait until physical symptoms surface,

il che significa che spesso bisogna attendere l'insorgenza dei sintomi,

which are themselves already indicators of late-stage progression.

che indicano però che il cancro è già in fase avanzata.

Like a tornado strike in an area without an early warning system,

Come un tornado che colpisce una zona senza un sistema di allerta,

there is no alarm to warn,

nemmeno in questi casi c'è un allarme,

for the danger is already at your doorstep

perché il pericolo è già alle porte

when your odds of survival are greatly reduced.

quando le aspettative di vita si sono ridotte enormemente.

Having the convenience and accessibility of regular screening options

Avere a disposizione degli screening periodici

that are affordable, noninvasive and could provide results much sooner,

non troppo cari, non invasivi e più rapidi

would provide us with a formidable weapon in the fight against cancer.

significherebbe essere in possesso

di una potente arma per combattere il cancro.

An early warning would allow us to get out ahead of the disease

Un avviso precoce ci permetterebbe di anticipare la malattia

instead of merely following in its relentless wake.

invece di seguirla solo nel suo sviluppo inesorabile.

And this is exactly what I've been doing.

Questo è esattamente ciò che sto facendo.

For the past three years, I've been developing technologies

Negli ultimi tre anni ho sviluppato delle tecnologie

that could ultimately aid clinicians

che possono essere d'aiuto ai medici

with rapid, early-stage cancer diagnostics.

nel diagnosticare il cancro rapidamente al suo esordio.

And I've been fueled by a deep scientific curiosity,

Sono stato spinto dalla mia profonda curiosità per la scienza

and a passion to change these statistics.

e dalla volontà di cambiare queste statistiche.

Last year however,

L'anno scorso però

this fight became much more personal

la lotta è diventata molto personale.

when my wife was diagnosed with breast cancer.

A mia moglie è stato trovato un cancro al seno.

It was an experience that added a strong and unexpected emotional dimension

È stata un'esperienza che ha aggiunto una dimensione emotiva forte e inattesa

to these efforts.

ai miei sforzi.

I know firsthand how life-altering treatment can be,

So per esperienza quanto la terapia possa cambiarti la vita,

and I'm keenly aware of the emotional havoc

e sono profondamente consapevole dello sconforto totale

that cancer can wreak on a family,

che il cancro può causare a una famiglia,

which in our case included our two young daughters.

e nel nostro caso includendo le nostre due figlie.

Because we found it early during a routine mammogram,

Poiché diagnosticato in tempo con una mammografia di routine

we were able to focus primarily on treatment options

abbiamo potuto concentrarci subito sulle opzioni terapeutiche

for the localized tumor,

per il tumore localizzato,

reaffirming to me how important an early diagnosis is.

a riprova di quanto sia importante una diagnosi precoce.

Unlike other forms of cancer,

Diversamente che per alti tumori

mammograms do offer an early-stage screening option for breast cancer.

la mammografia è molto utile per diagnosticare in tempo il cancro al seno.

Still, not everyone has this done,

Tuttavia, molte persone non la fanno

or they may develop breast cancer

o sviluppano un cancro al seno

before the middle age recommendation for having a mammogram.

prima dell'età a cui viene raccomandata la mammografia.

So, there's still a lot of room for improvement,

C'è quindi ancora molto da fare

even for cancers that do have screening options,

sia per i tumori che hanno esami di screening,

and, of course, considerable benefits for those that don't.

sia per trarre benefici per quelli che non ne hanno.

A key challenge then for cancer researchers

La sfida chiave per i ricercatori in ambito oncologico

is to develop methods

è sviluppare metodi

that make regular screening for many types of cancers

che rendano lo screening per vari tipi di cancro

much more accessible.

molto più accessibile.

Imagine a scenario where during your regular checkup,

Immaginate un normale checkup in cui

your doctor can take a simple, noninvasive urine sample,

il vostro medico prende un semplice campione delle urine, non invasivo,

or other liquid biopsy,

o un'altra biopsia liquida,

and present you with the results before you even leave the doctor's office.

e che vi dia i risultati prima ancora che lasciate il suo studio.

Such a technology could dramatically reduce the number of people

Una tecnologia del genere potrebbe ridurre moltissimo il numero di persone

who slip through the net of an early-stage cancer diagnosis.

che sfuggono ai controlli che permettono una diagnosi precoce.

My research team of engineers and biochemists

Il mio team di ricerca di ingegneri e biochimici

is working on exactly this challenge.

sta lavorando proprio su questo.

We're working on ways to frequently activate an early-stage cancer alarm

Stiamo cercando un modo per lanciare un allarme per il cancro in fase precoce

by enabling regular screenings that would start when a person is healthy

attraverso screening regolari che cominciano quando si è sani

so that action could be taken to stop cancer the moment it emerges,

in modo tale da poter bloccare la malattia nel momento in cui insorge,

and before it can progress beyond its infancy.

prima che possa progredire oltre.

The silver bullet in this case are tiny vesicles,

Il segreto in questo caso starebbe in delle vescicole minuscole,

little escape pods regularly shed by cells called exosomes.

delle piccole capsule emesse regolarmente dalle cellule chiamate esosomi.

Exosomes are important biomarkers

Gli esosomi sono dei biomarcatori importanti

that provide an early-warning system for the development of cancer.

che rappresentano un sistema d'allarme per un cancro in fase iniziale.

And because they're abundantly present in just about every bodily fluid,

Siccome sono abbondantemente presenti in quasi tutti i fluidi corporei,

including blood, urine and saliva,

compresi sangue, urine e saliva,

they're extremely attractive for noninvasive liquid biopsies.

sono perfetti per essere rilevati con biopsie non invasive.

There's just one problem.

C'è un unico problema.

An automated system for rapidly sorting these important biomarkers

Un sistema automatizzato per smistare questi importanti biomarcatori

is not currently available.

non è ancora stato realizzato.

We've created a technology that we call nano-DLD

Noi abbiamo sviluppato una tecnologia chiamata nano-DLD

that is capable of precisely this:

che è in grado di fare questo:

automated exosome isolation

isolamento automatizzato di esosomi

to aid rapid cancer diagnostics.

per facilitare una diagnosi tempestiva di cancro.

Exosomes are the newest early-warning weapon, if you will,

Gli esosomi sono la nuova frontiera della diagnostica in fase precoce

to emerge on the liquid biopsy front.

ottenuti grazie ad una biopsia liquida.

And they're really, really small.

E sono davvero molto, molto piccoli.

They measure just 30 to 150 nanometers in diameter.

Misurano appena 30-150 nanometri di diametro.

This is so tiny

Sono così piccoli

that you could fit about a million of them into a single red blood cell.

che un solo globulo rosso ne potrebbe contenere un milione.

That's roughly the difference between a golf ball

È circa la differenza tra una palla da golf

and a fine grain piece of sand.

e un granellino di sabbia.

Once thought to be little bins for unwanted cellular waste,

Ritenuti un tempo dei piccoli cassonetti per rifiuti cellulari indesiderati,

it has been found that cells actually communicate

è stato scoperto che le cellule in realtà comunicano

by producing and absorbing these exosomes

producendo e assorbendo questi esosomi

which contain surface receptors,

che contengono dei recettori superficiali,

proteins and other genetic material collected from their cell of origin.

proteine e altro materiale genetico della loro cellula d'origine.

When absorbed by a neighboring cell,

Quando vengono assorbiti da una cellula vicina,

exosomes release their contents into the receiving cell,

gli esosomi vi rilasciano il loro contenuto

and can set in motion fundamental changes in gene expression --

che può mettere in moto dei cambiamenti nell'espressione genica -

some good,

alcuni positivi e,

and this is where cancer comes in,

qui entra in gioco il cancro,

some bad.

alcuni negativi.

Because they are clothed in the material of the mother cell,

Visto che gli esosomi sono formati da materiale della cellula madre,

and contain a sample of its environment,

e contengono il campione dell'ambiente

they provide a genetic snapshot of that cell's health and its origin.

forniscono un'immagine genetica della salute e dell'origine della stessa

All of these qualities make exosomes invaluable messengers

Tutte queste qualità rendono gli esosomi preziosi messaggeri

that potentially allow physicians

che consentono ai medici

to eavesdrop on your health at the cellular level.

di sbirciare la condizione di salute a livello cellulare.

To catch cancer early, however,

Per prevenire un tumore, però

you have to frequently intercept these messages

bisogna intercettare con frequenza questi messaggi

to determine when cancer-causing troublemakers within your body

per determinare quando dei fattori cancerogeni, nel tuo corpo,

decide to start staging a coup,

hanno deciso di tentare un attacco;

which is why regular screening is so critical

ed è per questo che uno screening regolare è fondamentale

and why we're developing technologies to make this possible.

e che stiamo sviluppando tecnologie per renderlo possibile.

While the first exosome-based diagnostics emerged on the market just this year,

Siccome i primi metodi diagnostici basati su esosomi sono vendibili da quest'anno,

they are not yet part of mainstream healthcare options.

non sono ancora entrati a far parte dei protocolli medici di routine.

In addition to their recent emergence,

Oltre alla loro recente nascita,

another factor that's limiting their widespread adoption

un altro fattore che ne limita l'adozione su larga scala

is that currently, no automated exosome isolation system exists

è che al momento non c'è nessun sistema automatizzato per l'isolamento di esosomi

to make regular screening economically accessible.

che renda lo screening economicamente accessibile.

The current gold standard for exosome isolation

Il regime standard attuale per l'isolamento degli esosomi

includes ultracentrifugation,

richiede l'ultracentrifugazione,

a process requiring expensive laboratory equipment,

un processo che necessita di macchinari costosi,

a trained lab tech

un tecnico di laboratorio

and about 30 hours of time to process a sample.

e quasi 30 ore per analizzare un campione.

We've come up with a different approach for achieving automated exosome isolation

Abbiamo ottenuto un approccio diverso per realizzare l'isolamento automatizzato

from a sample such as urine.

da un campione come le urine.

We use a chip-based, continuous flow separation technique

Utilizziamo una tecnica di separazione a flusso continuo basata su microchip

called deterministic lateral displacement.

che si chiama trasferimento laterale deterministico.

And we have done with it

E siamo riusciti a farne

what the semiconductor industry has done so successfully for the past 50 years.

quello che l'industria dei semiconduttori fa con successo da 50 anni.

We shrunk the dimensions of this technology

Abbiamo ridimensionato questa tecnologia

from the micron scale to the true nanoscale.

dalla scala dei micron a quella nei nanometri.

So how does it work?

Come funziona?

In a nutshell,

Per farla breve,

a set of tiny pillars separated by nanoscopic gaps

un insieme di minuscole colonne separate da spazi nanoscopici

are arranged in such a way

sono disposte in modo tale

that the system divides the fluid into streamlines,

da dividere il fluido in linee di flusso,

with the larger cancer-related nanoparticles being separated

così che le nanoparticelle più grandi, legate al tumore, si separino

through a process of redirection from the smaller, healthier ones,

tramite un processo di allontanamento da quelle sane, più piccole,

which can in contrast

che invece riescono

move around the pillars in a zigzag-type motion

a muoversi a zig-zag tra le colonnine

in the direction of fluid flow.

nella direzione del fluido.

The net result is a complete separation of these two particle populations.

Il risultato è una netta divisione tra questi due tipi di particelle.

You can visualize this separation process

Si potrebbe dire che questo processo

similar to traffic on a highway that separates into two roads,

è simile al traffico che si incanala in due strade,

with one road going into a low-clearance tunnel under a mountain,

una che va in un tunnel basso dentro a una montagna

and the other road going around it.

e l'altra che ci gira intorno.

Here, smaller cars can go through the tunnel

Le macchine piccole possono attraversare il tunnel,

while larger trucks, carrying potentially hazardous material,

mentre i camion, che portano materiale potenzialmente pericoloso,

are forced to take the detour route.

devono prendere l'altra strada.

Traffic is effectively separated by size and contents

Il traffico viene quindi separato per dimensione e contenuti

without impeding its flow.

pur continuando a scorrere.

And this is exactly how our system works on a much, much smaller scale.

Il nostro sistema funziona proprio così, su una scala molto, molto più piccola.

The idea here is that the separation process for screening

L'idea è che il processo di separazione per lo screening

could be as simple as processing a sample of urine, blood or saliva,

potrebbe diventare semplice come quello usato per urine, sangue o saliva,

which is a near-term possibility within the next few years.

il che è una possibilità concreta per i prossimi anni.

Ultimately, it could be used to isolate and detect target exosomes

Infine, potrebbe essere utilizzato per isolare e trovare esosomi bersaglio

associated with a particular type of cancer,

associati a tipi particolari di tumore,

sensing and reporting their presence within minutes.

rilevandone la presenza in pochi minuti.

This would make rapid diagnostics virtually painless.

Questo renderebbe la diagnosi precoce praticamente indolore.

Broadly speaking,

In generale,

the ability to separate and enrich biomarkers

la capacità di separare e arricchire i biomarcatori

with nanoscale precision in an automated way,

con precisione su scala nanometrica e in modo automatico

opens the door to better understanding diseases such as cancer,

apre le porte a uno studio più approfondito di malattie come il cancro,

with applications ranging from sample preparation to diagnostics,

con applicazioni che vanno dal preparare i campioni, alla diagnostica, al controllo

and from drug resistance monitoring to therapeutics.

di resistenza ai farmaci, alla terapeutica.

Even before my wife's bout with cancer,

Ancor prima che mia moglie si ammalasse

it was a dream of mine to facilitate the automation of this process --

era il mio sogno quello di facilitare l'automatizzazione del processo -

to make regular screening more accessible,

per rendere lo screening regolare più accessibile,

similar to the way Henry Ford made the automobile accessible

così come Henry Ford aveva reso l'automobile accessibile

to the general population

all'intera popolazione

through development of the assembly line.

sviluppando la catena di montaggio.

Automation is the key to accessibility.

L'automazione è la chiave per l'accessibilità.

And in the spirit of the Hoover dream,

E nello spirito del sogno americano,

"a chicken in every pot and a car in every garage,"

"del pollo in ogni tavola e una macchina in ogni garage",

we're developing a technology

sviluppiamo una tecnologia

that could ultimately place an early-warning cancer detection system

che potrebbe mettere a disposizione un sistema di diagnosi precoce

in every home.

in ogni casa.

This would allow every man, woman and child

Ciò permetterebbe ad uomo, donna o bambino

the opportunity to be regularly tested while they're still healthy,

di essere regolarmente monitorato mentre è ancora sano,

catching cancer when it first emerges.

e di rilevare un tumore ai suoi esordi.

It is my hope and dream

Per me è una speranza, un sogno

to help people around the world avoid the high costs --

quello di aiutare le persone nel mondo ad evitare il costo elevato -

physical, financial and emotional --

in termini fisici, monetari ed emotivi -

faced by today's cancer patients,

che affrontano i malati di cancro,

hardships that I'm well acquainted with.

difficoltà che ho imparato a conoscere bene.

I'm also happy to report that because we caught my wife's cancer early,

Sono felice di dire che con la diagnosi tempestiva del cancro di mia moglie

her treatment was successful,

le cure hanno funzionato

and she is now, thankfully, cancer-free.

e lei ora, grazie al cielo, è guarita.

(Applause)

(Applausi)

It is an outcome that I would like to see for everyone with a cancer diagnosis.

È un risultato che vorrei potessero ottenere tutti.

With the work that my team has already done

Con il lavoro che il mio team ha già fatto

on separation of nanoscale biomarkers

dividendo i biomarcatori nanometrici

for rapid, early-stage cancer diagnostics,

per una diagnosi rapida e precoce,

I am optimistic that within the next decade,

credo che davvero, entro un decennio,

this type of technology will be available,

questa tecnologia sarà disponibile,

helping protect our friends, our family and future generations.

aiutandoci a proteggere i nostri amici, familiari e le generazioni future.

Even if we are so unlucky as to be diagnosed with cancer,

Se anche dovessimo avere la sfortuna di vederci diagnosticare un cancro,

that early-stage alarm will provide a strong beacon of hope.

quel sistema di allarme precoce ci procurerà grande speranza.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)