New nanotech to detect cancer early | Joshua Smith

מתרגם: Ido Dekkers מבקר: hila scherba

"You have cancer."

"יש לך סרטן."

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

למרבה הצער, בערך 40 אחוז מאיתנו ישמעו את שלוש המילים האלו במהלך חיינו,

and half will not survive.

וחצי לא ישרדו.

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

זה אומר ששניים מתוך חמישה מהחברים הקרובים או קרובי המשפחה

will be diagnosed with some form of cancer,

יאובחנו עם סוג כלשהו עם סרטן,

and one will die.

ואחד ימות.

Beyond the physical hardships,

מעבר לקשיים פיזיים,

roughly one-third of cancer survivors here in the US

בערך שליש משורדי הסרטן פה בארצות הברית

will go into debt from treatment.

יכנסו לחוב בגלל הטיפול.

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

והם בסיכון כפול לפחות להכריז פשיטת רגל

than those without cancer.

מאלה ללא סרטן.

This disease is pervasive.

המחלה הזו נפוצה.

It's emotionally draining

היא מרוקנת רגשית

and, for many,

ולהרבה,

financially destructive.

הרסנית כלכלית.

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

אבל אבחנת סרטן לא חייבת להיות גזר דין מוות.

Finding cancer early,

למצוא את הסרטן מוקדם,

closer its genesis,

קרוב יותר להווצרות שלו,

is one of the critical factors to improving treatment options,

הוא אחד הגורמים הקריטיים לשפר את אפשרויות הטיפול,

reducing its emotional impact

להפחית את ההשפעה הרגשית

and minimizing financial burdens.

ולהקטין את העומס הכלכלי.

Most importantly,

והכי חשוב,

finding cancer early --

למצוא את הסרטן מוקדם --

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

שהיא אחת המטרות העיקריות של המחקר שלי --

greatly enhances your odds of survival.

מגדילה משמעותית את סיכויי ההשרדות שלכם.

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

אם אנחנו רק מביטים במקרה של סרטן שד לדוגמה,

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

אנחנו מוצאים שלאלה שמאובחנים ומטופלים בשלב הראשון

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

יש סיכויי השרדות לחמש שנים של כמעט 100 אחוז --

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

הסיכויים פוחתים לרק 22 אחוז אם הם מטופלים בשלב ארבע.

And similar trends are found for colorectal and ovarian cancer.

וטרנדים דומים מתגלים לסרטן המעי הגס וסרטן השחלות.

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

עכשיו, כולנו מודעים לכך שגילוי מוקדם מדוייק

is critical for survival.

הוא קריטי להשרדות.

The problem is that many cancer diagnostic tools are invasive,

הבעיה היא שהרבה כלי אבחון סרטן הם חודרניים,

costly,

יקרים,

often inaccurate

והרבה פעמים לא מדוייקים

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

והם יכולים לקחת כמות מייסרת של זמן כדי לקבל תוצאות חזרה.

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

וגרוע מזה, כשזה מגיע לכמה סוגים של סרטן,

such as ovarian, liver or pancreatic cancer,

כמו שחלות כבד או לבלב,

good screening methods simply don't exist,

שיטות סקירה טובות פשוט לא קיימות,

meaning that often people wait until physical symptoms surface,

מה שאומר שהרבה פעמים אנשים מחכים עד שהסימפטומים הפיזיים יופיעו,

which are themselves already indicators of late-stage progression.

שהם בעצמם כבר סימנים להתקדמות של שלב מאוחר.

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

כמו פגיעת טורנדו באזור בלי מערכת התרעה מוקדמת,

there is no alarm to warn,

אין אזעקה שתתריע,

for the danger is already at your doorstep

מאחר והסכנה כבר על סף דלתכם

when your odds of survival are greatly reduced.

כשסיכויי ההשרדות שלכם מופחתים מאוד.

Having the convenience and accessibility of regular screening options

כשיש את הנוחות והנגישות של אופציות סקירה רגילות

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

שהן נגישות כלכלית, לא פולשניות ויכולות לספק תוצאות מוקדם הרבה יותר,

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

זה יספק לנו נשק משמעותי במלחמה בסרטן.

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

התרעה מוקדמת תאפשר לנו להיות לפני המחלה

instead of merely following in its relentless wake.

במקום לעקוב אחרי העליה הנחושה שלה.

And this is exactly what I've been doing.

וזה בדיוק מה שעשינו.

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

במשך שלוש השנים האחרונות, פיתחתי טכנולוגיות

that could ultimately aid clinicians

שיכולות לעזור לקלינאים בסופו של דבר

with rapid, early-stage cancer diagnostics.

עם אבחון סרטן מוקדם ומהיר.

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

ותודלקתי על ידי סקרנות מדעית עמוקה,

and a passion to change these statistics.

ותשוקה לשנות את הסטטיסטיקות האלו.

Last year however,

בשנה שעברה עם זאת,

this fight became much more personal

המלחמה הפכה להרבה יותר אישית

when my wife was diagnosed with breast cancer.

כשאישתי אובחנה עם סרטן שד.

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

זו הייתה חוויה שהוסיפה מימד רגשי חזק ולא צפוי

to these efforts.

למאמצים האלה.

I know firsthand how life-altering treatment can be,

אני יודע ממקור ראשון כמה משנה חיים טיפול יכול להיות,

and I'm keenly aware of the emotional havoc

ואני לגמרי מודע לבלאגן הרגשי

that cancer can wreak on a family,

שסרטן יכול להפיל על משפחה,

which in our case included our two young daughters.

שבמקרה שלנו כללה את שתי בנותינו הצעירות.

Because we found it early during a routine mammogram,

בגלל שגילינו אותו מוקדם במהלך ממוגרמה שגרתית,

we were able to focus primarily on treatment options

היינו מסוגלים להתמקד בעיקר על אופציות טיפול

for the localized tumor,

לגידול המקומי,

reaffirming to me how important an early diagnosis is.

מה שחיזק אצלי כמה חשוב הגילוי המוקדם.

Unlike other forms of cancer,

בניגוד לסוגים אחרים של סרטן,

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

ממוגרמות מציעות אפשרות סקירה בשלב מוקדם לסרטן שד.

Still, not everyone has this done,

ועדיין, לא כולן עושות את זה,

or they may develop breast cancer

או שהן עלולות לפתח סרטן שד

before the middle age recommendation for having a mammogram.

לפני ההמלצה לממוגרמה בגיל המעבר.

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

אז, יש עדיין הרבה מקום לשיפור,

even for cancers that do have screening options,

אפילו לסרטן שיש לנו אפשרויות סקירה בשבילם,

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

וכמובן, תועלות משמעותיות לאלה שלא.

A key challenge then for cancer researchers

אתגר עיקרי לחוקרי סרטן

is to develop methods

הוא לפתח שיטות

that make regular screening for many types of cancers

שגורמות לסקירה רגילה להרבה סוגים של סרטן

much more accessible.

להיות הרבה יותר נגישה.

Imagine a scenario where during your regular checkup,

דמיינו מצב בו במהלך הבדיקה השגרתית שלכם,

your doctor can take a simple, noninvasive urine sample,

הרופא שלכם לוקח דגימת שתן פשוטה ולא פולשנית,

or other liquid biopsy,

או ביופסיית נוזלים אחרת,

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

ולהציג לכם תוצאות לפני שאתם אפילו עוזבים את משרד הרופא.

Such a technology could dramatically reduce the number of people

כזו טכנולוגיה תוכל להפחית דרמטית את מספר האנשים

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

שחומקים דרך הרשת של אבחון סרטן בשלב מוקדם.

My research team of engineers and biochemists

צוות המחקר שלי של מהנדסים וביו-כימאים

is working on exactly this challenge.

עובד על האתגר הזה בדיוק.

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

אנחנו עובדים על דרכים להפעיל בתכיפות אזעקת סרטן בשלב מוקדם

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

על ידי סקירות רגילות שיתחילו כשאדם בריא

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

כך שאפשר יהיה לפעול בשביל לעצור את הסרטן ברגע שהוא מופיע,

and before it can progress beyond its infancy.

ולפני שהוא יוכל להתחיל להתפשט מעבר לינקותו.

The silver bullet in this case are tiny vesicles,

כדור הכסף במקרה הזה הוא שלפוחית זעירה,

little escape pods regularly shed by cells called exosomes.

תאי מילוט זעירים שמושלים באופן שוטף על ידי תאים שנקראים אקסוזומים.

Exosomes are important biomarkers

אקסוזומים הם סמנים ביולוגיים חשובים

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

שמספקים מערכת התרעה מוקדמת להתפתחות של הסרטן.

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

ובגלל שהם נמצאים בכמות כמעט בכל נוזל גופני,

including blood, urine and saliva,

כולל דם, שתן ורוק,

they're extremely attractive for noninvasive liquid biopsies.

הם מאוד מושכים לביופסיות נוזליות לא חודרניות.

There's just one problem.

יש רק בעיה אחת.

An automated system for rapidly sorting these important biomarkers

מערכת אוטומטית למיון מהיר של הסמנים הביולוגיים החשובים האלה

is not currently available.

לא זמינה כרגע.

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

יצרנו טכנולוגיה שאנחנו קוראים לה נאנו-DLD

that is capable of precisely this:

שמסוגלת בדיוק לזה:

automated exosome isolation

בידוד אקסוזומים אוטומטי

to aid rapid cancer diagnostics.

כדי לסייע באבחון מהיר של סרטן.

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

אקסוזומים הם הנשק לזיהוי מוקדם הכי חדש, אם תרצו,

to emerge on the liquid biopsy front.

שהופיע בחזית הביופסיה הנוזלית.

And they're really, really small.

והם באמת באמת קטנים.

They measure just 30 to 150 nanometers in diameter.

קוטרם בין 30 ל 150 ננומטר.

This is so tiny

זה כל כך קטן

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

שתוכלו למקם בערך מליון מהם על תא דם בודד.

That's roughly the difference between a golf ball

זה בערך ההבדל בין כדור גולף

and a fine grain piece of sand.

וגרגיר זעיר של חול.

Once thought to be little bins for unwanted cellular waste,

פעם הם נחשבו לפחי אשפה זעירים לפסולת תאית לא רצויה,

it has been found that cells actually communicate

התגלה שתאים למעשה מתקשרים

by producing and absorbing these exosomes

על ידי ייצור וספיגה של האקסוזומים האלה

which contain surface receptors,

שמכילים קולטנים על פני השטח,

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

חלבונים וחומר גנטי אחר שנאסף מתא המקור שלהם.

When absorbed by a neighboring cell,

כשהם נספגים על ידי תאים שכנים,

exosomes release their contents into the receiving cell,

אקסוזומים משחררים את התוכן שלהם לתוך התא המקבל,

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

ויכולים להתחיל שינוי משמעותי בהבעת הגנים --

some good,

כמה טובים,

and this is where cancer comes in,

ופה הסרטן נכנס לתמונה,

some bad.

כמה רעים.

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

בגלל שהם עטופים באותו חומר של תא האם,

and contain a sample of its environment,

ומכילים דוגמית של הסביבה שלו,

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

הם מספקים תמונה גנטית של בריאות התא ההוא והמקור שלו.

All of these qualities make exosomes invaluable messengers

כל האיכויות האלו הופכות את האקסוזומים לשליחים רבי תועלת

that potentially allow physicians

שפוטנציאלית מאפשרים לרופאים

to eavesdrop on your health at the cellular level.

לצוטט לבריאות שלכם ברמה התאית.

To catch cancer early, however,

כדי לתפוס את הסרטן מוקדם עם זאת,

you have to frequently intercept these messages

אתם צריכים לבחון בתכיפות את ההודעות האלו

to determine when cancer-causing troublemakers within your body

כדי לקבוע אם גורמי הבעיות שגורמים לסרטן בתוך הגוף שלכם

decide to start staging a coup,

מחליטים להתחיל מרד,

which is why regular screening is so critical

לכן סקירות תקופתיות כל כך קריטיות

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

ולמה אנחנו מפתחים טכנולוגיות כדי לעשות את זה אפשרי.

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

בעוד האבחון הראשון מבוסס האקסוזומים הופיע בשוק רק השנה,

they are not yet part of mainstream healthcare options.

הם עדיין לא חלק מאופציות מערכת הבריאות הרגילה.

In addition to their recent emergence,

בנוסף להופעתם לאחרונה,

another factor that's limiting their widespread adoption

גורם נוסף שמגביל את האימוץ הנרחב שלהם

is that currently, no automated exosome isolation system exists

זה שכרגע, לא קיימת מערכת בידוד אקסוזומית ממוכנת

to make regular screening economically accessible.

לעשות בדיקות תקופתיות נגישות כלכלית.

The current gold standard for exosome isolation

סטנדרט הזהב כרגע לבידוד אקסוזומים

includes ultracentrifugation,

כולל סירכוז עוצמתי להפרדת חומרים,

a process requiring expensive laboratory equipment,

תהליך שדורש ציוד מעבדה יקר,

a trained lab tech

טכנאי מעבדה מיומן

and about 30 hours of time to process a sample.

ובערך 30 שעות לעבד דגימה.

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

פיתחנו גישה שונה להשיג בידוד אקסוזומי ממוכן

from a sample such as urine.

מדוגמית כמו שתן.

We use a chip-based, continuous flow separation technique

אנחנו משתמשים בהפרדה בטכניקת זרימה קבועה מבוססת צ'יפ

called deterministic lateral displacement.

שנקראת העתקה לטרלית דיטרמניסטית.

And we have done with it

ועשינו עם זה

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

מה שתעשיית המוליכים למחצה עשתה כל כך בהצלחה ב 50 השנה האחרונות.

We shrunk the dimensions of this technology

כיווצנו את המימדים של הטכנולוגיה

from the micron scale to the true nanoscale.

מהרמה המיקרונית לקנה מידה ננומטרי אמיתי.

So how does it work?

אז איך זה עובד?

In a nutshell,

בקיצור,

a set of tiny pillars separated by nanoscopic gaps

סט של עמודים זעירים מופרד על ידי רווחים נאנוסקופיים

are arranged in such a way

שמאורגנים בדרך כזו

that the system divides the fluid into streamlines,

שהמערכת מחלקת את הנוזל לזרמים,

with the larger cancer-related nanoparticles being separated

עם החלקיקים הקשורים לסרטן הגדולים שמופרדים

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

דרך תהליך של הפניה מהבריאים הקטנים יותר,

which can in contrast

שבניגוד

move around the pillars in a zigzag-type motion

נעים סביב העמודים בתנועה דמויית זיג זאג

in the direction of fluid flow.

בכיוון של זרימת הנוזל.

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

התוצאה הסופית היא הפרדה מוחלטת של שתי אוכלוסייות החלקיקים האלה.

You can visualize this separation process

אתם יכולים לדמיין את תהליך ההפרדה הזה

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

בדומה לתנועה על כביש מהיר שנפרד לשני כבישים,

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

כשכביש אחד נכנס למנהרה נמוכה תחת הר,

and the other road going around it.

והכביש האחר הולך סביבו.

Here, smaller cars can go through the tunnel

פה, מכוניות קטנות יותר יכולות לעבור במנהרה

while larger trucks, carrying potentially hazardous material,

בעוד משאיות גדולות יותר שנושאות חומרים שיכולים להיות מסוכנים,

are forced to take the detour route.

מוכרחות לקחת את המעקף.

Traffic is effectively separated by size and contents

התנועה מופרדת למעשה על פי גודל ותוכן

without impeding its flow.

בלי להפריע לזרימה.

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

וזה בדיוק איך שהמערכת שלנו עובדת בקנה מידה הרבה הרבה יותר קטן.

The idea here is that the separation process for screening

הרעיון פה הוא שתהליך ההפרדה לסינון

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

יכול להיות פשוט כמו עיבוד דגימת שתן, דם או רוק,

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

שזו אפשרות קרובה בשנים הקרובות.

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

בסופו של דבר, זה יוכל להיות בשימוש כדי לבודד ולזהות אקסוזומי מטרה

associated with a particular type of cancer,

שמקושרים לסוג מסויים של סרטן,

sensing and reporting their presence within minutes.

חשים ומדווחים על הנוכחות שלהם תוך דקות.

This would make rapid diagnostics virtually painless.

זה יעשה אבחון מהיר ללא כאבים.

Broadly speaking,

במובן הרחב,

the ability to separate and enrich biomarkers

היכולת להפריד ולהעשיר סמנים ביולוגיים

with nanoscale precision in an automated way,

עם דיוק בקנה מידה ננומטרי בדרך ממוכנת,

opens the door to better understanding diseases such as cancer,

פותחת את הדלת להבנה טובה יותר של מחלות כמו סרטן,

with applications ranging from sample preparation to diagnostics,

עם יישומים שנעים מהכנת דוגמיות לאבחון,

and from drug resistance monitoring to therapeutics.

וניטור עמידות לתרופות לתרפיה.

Even before my wife's bout with cancer,

אפילו לפני המאבק של אשתי עם סרטן,

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

זה היה חלום שלי לאפשר את המיכון של התהליך הזה --

to make regular screening more accessible,

לעשות סקירות שוטפות ליותר נגישות,

similar to the way Henry Ford made the automobile accessible

בדומה לדרך שהנרי פורד עשה את המכוניות לנגישות

to the general population

לציבור הכללי

through development of the assembly line.

דרך פיתוח קו הייצור.

Automation is the key to accessibility.

אוטומציה היא המפתח לנגישות.

And in the spirit of the Hoover dream,

וברוח החלום של הובר,

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

"תרנגולת בכל סיר ומכונית בכל חניה,"

we're developing a technology

אנחנו מפתחים טכנולוגיה

that could ultimately place an early-warning cancer detection system

שתוכל לבסוף להביא מערכת התרעה מוקדמת לזיהוי סרטן

in every home.

לכל בית.

This would allow every man, woman and child

זה יאפשר לכל איש, אישה וילד

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

את ההזדמנות להיבדק באופן שוטף בעודם בריאים,

catching cancer when it first emerges.

לתפוס את הסרטן כשהוא רק מופיע.

It is my hope and dream

זו התקווה והחלום שלי

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

לעזור לאנשים מסביב לעולם להמנע מהעלויות הגבוהות --

physical, financial and emotional --

פיזיות, כלכליות ורגשיות --

faced by today's cancer patients,

שחולי סרטן עומדים בפניהן היום,

hardships that I'm well acquainted with.

קשיים שמוכרים לי היטב.

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

אני גם שמח לדווח שבגלל שגילינו את הסרטן של אשתי מוקדם,

her treatment was successful,

הטיפול שלה היה מוצלח,

and she is now, thankfully, cancer-free.

והיא עכשיו, למזלנו, נטולת סרטן.

(Applause)

(מחיאות כפיים)

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

זו תוצאה שהייתי רוצה לראות לכל מי שמאובחן בסרטן.

With the work that my team has already done

עם העבודה שהצוות שלי כבר עשה

on separation of nanoscale biomarkers

להפרדת סמנים ביולוגיים בגודל ננומטרי

for rapid, early-stage cancer diagnostics,

לאבחון מהיר ומוקדם של סרטן,

I am optimistic that within the next decade,

אני אופטימי שבמהלך העשור הבא,

this type of technology will be available,

סוג זה של טכנולוגיה תהיה זמינה,

helping protect our friends, our family and future generations.

ותעזור להגן על חברינו, המשפחה שלנו והדורות הבאים.

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

אפילו אם לא יהיה לנו מזל ונאובחן עם סרטן,

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

שאזעקה בשלב המוקדם הזה תספק מגדלור חזק לתקווה.

Thank you.

תודה לכם.

(Applause)

(מחיאות כפיים)