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

번역: ji yoon Kang 검토: Young You

[미래를 만드세요]

(쾅) 아야!

어둠 속에서 발가락을 찧었거나

열쇠를 찾는 데 한 시간을 보내본 사람이라면 누구나 알다시피

우리는 종종 보이는 것과 보이지 않는 것의 제약을 받습니다.

[SHAPE YOUR FUTURE]

(Slam) Ow!

사실, 신체도 블랙박스가 될 수 있습니다.

As anyone who’s stubbed a toe in the dark

오늘 여러분께 의료 서비스의 비전을 보여드리고자 합니다.

or spent an hour searching for their keys knows

저를 포함한 과학자들과 공학자들이 구축하고 있는 비전이죠.

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

저희는 신체 안쪽에 진단실을 만들고 있습니다.

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

건강 상태에 대한 지속적인 분석을 제공할 수 있고

이로써 환자의 건강 상태를 보다 잘 확인할 수 있는 장치입니다.

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

that scientists and engineers, myself included, are building.

현재는, 병에 걸리면

조직 검사를 통해 질병을 진단할 수 있습니다.

We are creating a diagnostic lab inside your body

질병이 있는 세포를 체외로 꺼내서 보는 거죠.

that can provide a continuous analysis of your health

예를 들어, 암으로의 발전이 의심되는 경우 이런 검사를 하죠.

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

Currently, if someone is sick,

유감스럽게도, 이러한 접근 방식이 항상 정확하지는 않습니다.

we may diagnose them by using a biopsy

두 가지 큰 문제 때문인데요.

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

첫째로, 뇌나 척수와 같은 조직들은

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

정기적인 생체 검사를 할 수 없습니다.

둘째로, 의사들은 종종 어떤 조직이 문제를 일으키는지 모르기 때문에

Unfortunately, this approach can't work all the time

무엇을 조직 검사해야 할지 모릅니다.

because of two major problems.

지금까지는, 외부 의학 검사를 통해 이러한 문제를 해결해 왔습니다.

First, some tissues, like brains or spinal cords,

MRI나 혈액 검사 같은 것이죠.

can't be routinely biopsied.

이는 환자의 건강에 대한 광범위한 개관을 제공하지만,

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

분자 및 세포의 변화까지 보여주지는 못합니다.

so they don't know what to biopsy.

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

조직 내의 작은 변화들 말이죠.

또한, 증상이 나타나기 전에 환자를 적극적으로 치료할 수 있는

like MRIs or blood tests.

충분한 정보를 제공하지 못합니다.

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

정말 유감스러운 일이죠.

but they can't see the molecular and cellular changes

보이지 않는 변화들이 궁극적으로 질병을 일으키니까요.

that occur within tissues,

이러한 변화들을 알지 못하면

and they certainly can't provide enough information

검사를 통한 결과와 환자의 건강에 대해 실제로 아는 것 간에

to proactively treat patients before symptoms develop.

격차를 발생시킵니다.

This is unfortunate

다발성 경화증을 예시로 들어보죠.

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

자가 면역 질환에 속하는 질병입니다.

Our inability to measure these changes

면역 시스템이 뇌와 척수 조직을 공격해

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

and what we know is happening in patients.

손상이 발생하고, 어떤 경우에는 마비로 이어질 수 있는 질병이죠.

Let's take multiple sclerosis as an example.

현재, 정기적 뇌 조직 검사를 통해 다발성 경화증을 발견할 수는 없습니다.

In MS, which is an autoimmune disease,

the immune system attacks two specific tissues:

뇌에는 병을 유발할 수 있는 세포들이 많이 있고 활발히 활동하고 있죠.

the brain and the spinal cord,

혈액 검사로 이 병을 발견하는 것도 불가능합니다.

resulting in damage and in some cases, paralysis.

다발성 경화증을 유발하는 세포들은

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

혈액 내에 수가 아주 적고 활발하지 않습니다.

이 경우 세포들을 보기 어렵죠.

MRI 같은 뇌 영상 기법도 다발성 경화증에 대처할 수 있는

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

And we can't catch it using a blood test

필요한 정보를 제공하진 않습니다.

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

따라서 보는 관점을 다시 생각해야 합니다.

미시간 대학교의 동료들과 저는

that we simply can't see them.

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

신체 외부에서 내부로의 진단 방법 대신

to be proactive about MS.

신체 내부에서 외부로의 접근 방식을 취하기로 결정했습니다.

So we need to rethink how we see.

저희는 신체의 다른 부위와 유사한 이식형 부위를 만들고 있습니다.

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

이는 우리의 시야를 넓힐 것입니다.

Instead of taking an outside-in approach to diagnostics,

병든 조직의 분자와 세포에 대한 정보의 실시간 제공을 통해서요.

we're taking an inside-out approach.

We are creating implantable sites

이러한 통찰을 통해 질병 발생을 예측할 수 있게 될 것이고

that have similarities to other sites in the body,

개별 환자에게 효과적일 가능성이 있는 치료법을 분별할 수도 있을 것입니다.

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

to molecular and cellular information about diseased tissues.

신체 내부에서 외부로의 접근 방식이 어떤 것인지 알려드리겠습니다.

첫 번째 단계는 피부 아래 새로운 조직을 제작하는 것입니다.

These insights will enable us to predict the onset of disease

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

이 조직은 신체 내부의 다른 부분과 유사점이 있습니다.

So what does this inside-out approach look like?

뇌와 폐 같은 부분들이죠.

FDA 승인을 받은 생체 물질로 만든 다공성의 플라스틱 디스크를 이식하면

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

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

신체의 자연적 반응을 활용할 수 있습니다.

세포가 연골로 이동하고

like the brain or the lungs.

그곳에서 생존하며 조직을 형성하게 하는 반응이죠.

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

결국, 진단에 필요한 세포인 면역 세포와 결합된

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

인공 조직만 남게 됩니다.

이 조직은 복잡하면서도 만성적으로 염증이 발생하지만

survive at the site and form a tissue.

독성은 없으며 몇 주 뒤에는 거의 사라집니다.

Eventually, we're left with an engineered tissue

인공 조직은 혈액에 없는 정보를 보유하고 있으며

with integrated immune cells,

just the cells we need for diagnosis.

기존 실험에서 관찰되는 것과

Although these tissues are complex and chronically inflamed,

they're also innocuous

질병 상태 하 세포 변화 간 간극을 메워줍니다.

and after a few weeks, nearly imperceptible.

Our engineered tissues contain information not present in the blood,

두 번째 단계는 신호를 알아차리는 것입니다.

최근, 저는 인공 부위 조직 검사를 시행하고 이를 분석했습니다.

and they can help bridge the gap

between what we can see on a traditional test

인공 부위를 피부 아래에 둘 수 있도록 하기 위해서였죠.

and cellular changes we know occur in disease.

하지만 확실히 더 나은 방법은

비침습적으로 감각 장치를 결합하여 파악하는 것이었습니다.

Step two is to read this signal.

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

향후 십 년 내에

급속한 기술 결합은 이식에 관한 진단을 가능하게 할 수 있습니다.

because I made them accessible just under the skin.

But it would certainly be better

혈압계 밴드나 스마트워치와 같은 단순 감지 장치를 활용해서요.

if we could incorporate and read a sensor noninvasively.

질병을 진단하고 모니터링하는 메커니즘은

Within the next decade,

rapidly converging technologies could enable diagnosis at such an implant

휴대폰에서 캔디 크러쉬 앱을 켜는 것만큼 간단합니다.

by harnessing simple detectors,

세 번째 단계는 공학이나 물질과학과 같은 영역에서

like a blood pressure cuff or smartwatch does now.

폭넓은 지식을 활용하는 것입니다.

The mechanisms for diagnosing and monitoring disease

이식 기술과 정보 파악 능력을 개선하기 위해서죠.

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

결국, 감지 장치와 결합된 개별 인공 조직이

수백 개가 아니라 수십 개만 있어도

Step three is to harness the huge array of knowledge

단일 앱만으로는 이식이 불가능할지도 모릅니다.

in fields like engineering and material science

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

현재, 이러한 진단에 대한 접근 방식은 분명 새로운 것이지만

Eventually, tens, if not hundreds of individual engineered tissues

확고한 것이기도 합니다.

지금까지, 저와 제 동료들은 이 방식을 사용해왔습니다.

with integrated sensors

전이성 암 모형, 제1형 당뇨병,

may be implantable with a single application.

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

다발성 경화증, 장기 이식 거부반응의 진단을 위해서였죠.

하지만 이것은 시작일 뿐입니다.

but it is robust.

So far, my colleagues and I have used it

지속적인 개선을 통해

건강에 관한 지속적인 분석을 제공하는

to diagnose models of metastatic cancer,

type 1 diabetes, multiple sclerosis and organ transplant rejection.

신체 내 진단실을 실제로 만들어낼 수 있을 것입니다.

환자들의 신체 내부 문제를 파악하는 방법을 바꿈으로써

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

질병을 과거 어느 때보다 더 잘 그리고 더 빠르게

With continuous improvements,

we will be able to truly create

진단하고 치료할 수 있을 것입니다.

a diagnostic lab inside your body

보는 관점을 다시 생각해보신다면

that provides a continuous analysis of your health.

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

시야에 들어오는 것에 놀라게 되실 겁니다.

감사합니다.

we will be able to diagnose and treat diseases better

and faster than ever before.

If you're willing to rethink how you see,

you may be surprised what comes into view.

Thank you.