Aaron Morris: How your body could become its own diagnostic lab | TED Fellows

翻訳: Masaki Yanagishita 校正: Maki Sugimoto

[あなたの未来を形作る]

（ドタッ） 痛い！

暗闇で足の指をぶつけたり

鍵を探すのに１時間もかけた経験が あればわかるように

[SHAPE YOUR FUTURE]

(Slam) Ow!

私たちは見えるか見えないかで しばしば制限されてしまいます

As anyone who’s stubbed a toe in the dark

実際 自分の体でさえ ブラックボックスのようです

or spent an hour searching for their keys knows

本日は 私たち科学者や技術者が 作ろうとしている

we're often limited by what we can or cannot see.

ヘルスケアの未来についてお話します

In fact, even our own bodies can be black boxes.

私たちは 体内に診断ラボを作り

Today, I want to take you through a vision of health care

健康状態をリアルタイムで継続的に 分析する仕組みを作っています

that scientists and engineers, myself included, are building.

これにより体内で起こっていることを より理解できるようになります

We are creating a diagnostic lab inside your body

現在 誰かが病気であれば

生検を行い

that can provide a continuous analysis of your health

病変組織を採取し 観察して診断します

so that we can better see what's happening in patients.

Currently, if someone is sick,

例えば 腫瘍が悪性か疑うとき こういう検査を行います

we may diagnose them by using a biopsy

この方法には２つの大きな問題があり

to bring disease tissue outside the body where we can see it.

常に機能するわけではありません

We do this if we suspect, for instance, that a growth might be cancerous.

まず脳や脊髄などの一部の組織は

通常は生検できません

Unfortunately, this approach can't work all the time

次にどの組織が問題を起こしているか 医師が分からない場合

because of two major problems.

First, some tissues, like brains or spinal cords,

生検する部位が特定できません

これまで 私たちは体外診断として

can't be routinely biopsied.

And second, doctors often don't know which tissue is causing the problem,

MRIや血液検査を行ってきました

so they don't know what to biopsy.

これらの検査で 患者の健康状態の全般が見渡せますが

So far, we've dealt with these issues using external medical tests,

組織内で起こる分子や細胞の変化は

like MRIs or blood tests.

分かりません

These provide a broad overview of the health of a patient,

従って 症状が出る前に 積極的に治療するための十分な情報を

提供することもできません

but they can't see the molecular and cellular changes

残念ながら

that occur within tissues,

最終的に病気を引き起こすのは これらの目に見えない変化だからです

and they certainly can't provide enough information

これらの変化が測定できないため

to proactively treat patients before symptoms develop.

検査結果と

This is unfortunate

because it's these invisible changes that ultimately cause disease.

実際に患者に起きていることの ギャップを生んでいます

多発性硬化症（MS）を 例にとってみましょう

Our inability to measure these changes

results in a disparity between what we can see on a test

MSは自己免疫疾患です

and what we know is happening in patients.

免疫システムが ２つの組織を特異的に攻撃します

Let's take multiple sclerosis as an example.

脳と脊髄です

これらを損傷し 時に麻痺を引き起こします

In MS, which is an autoimmune disease,

the immune system attacks two specific tissues:

しかしMSの診断のために 病気を誘発する細胞が豊富な脳を

the brain and the spinal cord,

ルーチンで生検することはできません

resulting in damage and in some cases, paralysis.

Now, we obviously can't catch MS by routinely biopsying people's brains,

また血液検査でも

MSの原因細胞は 血液中には稀で 非活性のため

where there would be abundant and active disease-inducing cells.

確認できません

MRIなどの脳画像検査でも MSの早期発見につながる

And we can't catch it using a blood test

because the MS-inducing cells are so rare and inactive in the blood

情報は得られません

そこで病気の検出法を再考しなければなりません

that we simply can't see them.

Even brain imaging technologies like MRI can't provide the information we need

私たちミシガン大学の研究者たちは ある研究を立ち上げました

to be proactive about MS.

体外から体内をみるのではなく

So we need to rethink how we see.

体内から外へのアプローチです

My coworkers at the University of Michigan and I decided to do just that.

体内に他の部分と似た性質の

埋没部位を作っています

Instead of taking an outside-in approach to diagnostics,

そこでリアルタイムに

we're taking an inside-out approach.

We are creating implantable sites

病変組織の分子や 細胞情報にアクセスできます

that have similarities to other sites in the body,

and will improve our vision by giving us real-time access

これにより 病気の発症を予測したり

個々の患者に有効な治療法を 特定できるようになります

to molecular and cellular information about diseased tissues.

この体内から外へのアプローチは 次の様になります

These insights will enable us to predict the onset of disease

始めは皮膚の直下に 新しい組織を作ります

and even identify therapies likely to work in an individual patient.

この組織は脳や肺のような アクセスが難しい部位と

So what does this inside-out approach look like?

Step one is to engineer new tissues just under the skin.

類似性を持ちます

食品衛生局（FDA）で認可された多孔質の プラスティックディスクを埋め込むことで

These tissues have similarities to other inaccessible sites in the body,

自然な生体反応を利用して ディスクの中に細胞を移行させ

like the brain or the lungs.

By implanting a porous plastic disk made of FDA-approved biomaterials,

組織を形成させます

最終的には免疫細胞を取り込んだ

I can harness the body's natural responses to allow cells to migrate into the disk,

人工組織ができます

これが診断に必要な細胞を提供します

survive at the site and form a tissue.

これらの組織は構造が複雑で 炎症反応が続きますが

Eventually, we're left with an engineered tissue

無害でもあり

with integrated immune cells,

数週間でほぼ 目立たなくなります

just the cells we need for diagnosis.

人工組織は血液中にない情報を含み

Although these tissues are complex and chronically inflamed,

they're also innocuous

従来の検査で得られる結果と

and after a few weeks, nearly imperceptible.

病変の細胞の変化との間の

ギャップを埋める手助けとなります

Our engineered tissues contain information not present in the blood,

次のステップは 人工組織から信号を読み取ることです

and they can help bridge the gap

between what we can see on a traditional test

現時点では 皮膚直下にある 人工組織の生検を行い

and cellular changes we know occur in disease.

それを分析できます

Step two is to read this signal.

しかしセンサーを非侵襲的に組み込み

Currently, I could take a biopsy of my engineered site and analyze it

その信号を読み取れるようになれば さらに良いでしょう

because I made them accessible just under the skin.

今後10年以内に

急速に統合されつつある技術で シンプルな検出器を活用し

But it would certainly be better

if we could incorporate and read a sensor noninvasively.

こんな埋め込み型デバイスで 診断が可能になるでしょう

現在の血圧計やスマートウォッチのように

Within the next decade,

rapidly converging technologies could enable diagnosis at such an implant

診断や病気のモニタリングの仕組みが

携帯アプリ「キャンディークラッシュ」 みたいに簡単にできるかもしれません

by harnessing simple detectors,

like a blood pressure cuff or smartwatch does now.

次のステップは エンジニアリングや材料科学の

The mechanisms for diagnosing and monitoring disease

莫大な量の知識を活用して

could be as simple as opening an app, like Candy Crush on your phone.

インプラントを改良し そのデータの取得能力を高めることです

Step three is to harness the huge array of knowledge

最終的に一度の処置で

in fields like engineering and material science

統合型センサーを組み込んだ人工組織を

to improve these implants and our ability to read their data.

数十から数百種類も 埋め込めるかもしれません

Eventually, tens, if not hundreds of individual engineered tissues

もちろんこのような方法は 従来からの診断方法とは異なりますが

with integrated sensors

非常に信頼性が高いのです

may be implantable with a single application.

これまで私たちは

転移性がんや１型糖尿病 多発性硬化症

Now, this approach to diagnosis is unconventional, to be sure,

臓器移植の拒絶反応などの モデルを診断してきました

but it is robust.

So far, my colleagues and I have used it

しかしこの成果は ほんの一部に過ぎません

to diagnose models of metastatic cancer,

改良を続けることで

type 1 diabetes, multiple sclerosis and organ transplant rejection.

私たちは本当に

体内に診断ラボを作り出せるでしょう

But this is just the beginning of what we can see.

それは健康状態を持続的に分析できます

With continuous improvements,

患者の体内での異常を見つける 方法を変えることで

we will be able to truly create

a diagnostic lab inside your body

よりよく 迅速な 病気の診断と治療が

that provides a continuous analysis of your health.

できるようになります

By changing how we see what's going wrong in patients,

ものの見方を積極的考え直してみると

we will be able to diagnose and treat diseases better

驚くほど新しいことが見えてくるでしょう

and faster than ever before.

ありがとうございました

If you're willing to rethink how you see,

you may be surprised what comes into view.

Thank you.