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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Tłumaczenie: Katarzyna Mazurkiewicz Korekta: Marta Konieczna

You don't know them.

Nie znacie ich.

You don't see them.

Nie można ich zobaczyć.

But they're always around,

Ale zawsze są w pobliżu,

whispering,

szepczą,

making secret plans,

tworzą sekretne plany,

building armies with millions of soldiers.

budują armię z milionów żołnierzy.

And when they decide to attack,

A kiedy zdecydują się zaatakować,

they all attack at the same time.

wszyscy uderzają jednocześnie.

I'm talking about bacteria.

Mówię o bakteriach.

(Laughter)

(Śmiech)

Who did you think I was talking about?

A o kim według was mówiłam?

Bacteria live in communities just like humans.

Bakterie żyją w populacjach, tak samo jak ludzie.

They have families,

Mają rodziny,

they talk,

rozmawiają,

and they plan their activities.

planują swoje zajęcia.

And just like humans, they trick, deceive,

Tak jak ludzie potrafią nabrać, oszukać,

and some might even cheat on each other.

a niektóre nawet zdradzać siebie nawzajem.

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

A jeśli wam powiem, że możemy słuchać rozmów bakterii

and translate their confidential information into human language?

i tłumaczyć ich tajne informacje na nasz język?

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

Co wy na to, że tłumaczenie rozmów bakterii może ratować życie?

I hold a PhD in nanophysics,

Mam doktorat z nanofizyki,

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

i używam nanotechnologii, aby stworzyć narzędzie do tłumaczenia

that can spy on bacterial communities

mogące śledzić bakterie w czasie rzeczywistym

and give us recordings of what bacteria are up to.

i przekazać nagrania pokazujące, co bakterie knują.

Bacteria live everywhere.

Bakterie są wszędzie.

They're in the soil, on our furniture

Są w ziemi, na naszych meblach,

and inside our bodies.

w naszych ciałach.

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

Tak naprawdę, 90 procent wszystkich żywych komórek na tej sali to bakterie.

Some bacteria are good for us;

Niektóre bakterie są dobre,

they help us digest food or produce antibiotics.

pomagają nam trawić jedzenie albo wyprodukować antybiotyk.

And some bacteria are bad for us;

Niektóre bakterie są dla nas szkodliwe,

they cause diseases and death.

powodują choroby i zabijają.

To coordinate all the functions bacteria have,

Aby skoordynować wszystkie funkcje,

they have to be able to organize,

bakterie muszą umieć organizować,

and they do that just like us humans --

i robią to tak jak ludzie,

by communicating.

komunikując się.

But instead of using words,

Ale zamiast używać słów,

they use signaling molecules to communicate with each other.

używają cząsteczek sygnalizujących do komunikacji między sobą.

When bacteria are few,

Kiedy bakterii jest mało,

the signaling molecules just flow away,

cząsteczki te po prostu rozchodzą się,

like the screams of a man alone in the desert.

jak krzyk samotnego człowieka na pustyni.

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

Ale kiedy jest dużo bakterii, cząsteczki sygnalizujące gromadzą się

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

i bakterie zaczynają wyczuwać, że nie są same.

They listen to each other.

Słuchają siebie.

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

W ten sposób sprawdzają, ile ich jest.

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

A gdy jest ich wystarczająco dużo, aby mogły działać,

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

a cząsteczki sygnalizujące osiągną daną ilość,

all the bacteria sense at once that they need to act

wszystkie bakterie czują jednocześnie, że muszą działać tak samo.

with the same action.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Rozmowy bakterii dotyczą inicjatyw i reakcji,

a production of a molecule and the response to it.

produkcji cząsteczki i reakcji na tą zmianę.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

Moje badania koncentrują się na szpiegowaniu populacji bakterii

inside the human body.

w ciele człowieka.

How does it work?

Jak to się robi?

We have a sample from a patient.

Mamy próbkę od pacjenta.

It could be a blood or spit sample.

Może to być krew lub ślina.

We shoot electrons into the sample,

Do próbki wstrzykujemy elektrony,

the electrons will interact with any communication molecules present,

elektrony współpracują z każdą obecną i porozumiewającą się cząsteczką,

and this interaction will give us information

i ta współpraca dostarcza nam informacji

on the identity of the bacteria,

o pochodzeniu bakterii,

the type of communication

rodzaju komunikacji

and how much the bacteria are talking.

i ilości porozumiewających się bakterii.

But what is it like when bacteria communicate?

Ale jak wygląda ich komunikacja?

Before I developed the translation tool,

Zanim stworzyłam to narzędzie,

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

moim pierwszym założeniem było, że bakterie mają prymitywny język,

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

jak niemowlęta nieumiejące jeszcze używać słów i zdań.

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

Kiedy się śmieją, są szczęśliwe, kiedy płaczą, są smutne.

Simple as that.

Proste.

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

Ale bakterie okazały się dużo mniej prymitywne niż myślałam.

A molecule is not just a molecule.

Cząsteczka nie jest jedynie cząsteczką.

It can mean different things depending on the context,

Może oznaczać wiele rzeczy w zależności od sytuacji,

just like the crying of babies can mean different things:

tak jak płacz niemowląt może mieć różne przyczyny:

sometimes the baby is hungry,

czasem niemowie jest głodne,

sometimes it's wet,

czasem jest mu mokro,

sometimes it's hurt or afraid.

czasem coś je boli albo się czegoś boi.

Parents know how to decode those cries.

Rodzice umieją odczytać przyczyny płaczu.

And to be a real translation tool,

Żeby być narzędziem do tłumaczeń,

it had to be able to decode the signaling molecules

musiałam umieć odczytać cząsteczki sygnalizujące

and translate them depending on the context.

i przetłumaczyć je w zależności od sytuacji.

And who knows?

Kto wie?

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Może Google Translator też się dopasuje.

(Laughter)

(Śmiech)

Let me give you an example.

Pozwólcie, że podam przykład.

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

Przyniosłam trochę trudnych do zrozumienia danych

if you're not trained,

dla osób nieprzeszkolonych, ale popatrzcie.

but try to take a look.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Tutaj jest rodzina bakterii, która zainfekowała pacjenta.

Let's call them the Montague family.

Nazwijmy ją rodziną Monteki.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Dzielą się zasobami, rozmnażają się i rosną.

One day, they get a new neighbor,

Pewnego dnia, pojawia się nowy sąsiad,

bacterial family Capulet.

bakteryjna rodzina Kapuletów.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Wszystko jest w porządku, dopóki ze sobą współpracują.

But then something unplanned happens.

Ale nagle dzieje się coś nieplanowanego.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Romeo Monteki wchodzi w związek z Julią z rodziny Kapuletów.

(Laughter)

(Śmiech)

And yes, they share genetic material.

Dzielą się materiałem genetycznym.

(Laughter)

(Śmiech)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Transfer genów jest niebezpieczny dla rodziny Monteki,

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

bo chcą być jedyną rodziną w zainfekowanym pacjencie,

and sharing genes contributes

i dzielenie genów pomaga

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

Kapuletom wykształcić odporność na antybiotyki.

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

Więc rodzina Monteki zaczyna działać, aby pozbyć się tej drugiej rodziny

by releasing this molecule.

poprzez uwolnienie tej cząsteczki.

(Laughter)

(Śmiech)

And with subtitles:

A z napisami:

[Let us coordinate an attack.]

[Pozwólcie nam zaatakować.]

(Laughter)

(Śmiech)

Let's coordinate an attack.

Pozwólcie nam zaatakować.

And then everybody at once responds

I wtedy wszyscy jednocześnie odpowiadają

by releasing a poison that will kill the other family.

wypuszczeniem trucizny, która zabije tamtą rodzinę.

[Eliminate!]

[Wyeliminować!]

(Laughter)

(Śmiech)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Rodzina Kapuletów odpowiada wezwaniem do kontrataku.

[Counterattack!]

[Kontratakujcie!]

And they have a battle.

I mają wojnę.

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

To wideo pokazuje prawdziwe bakterie uzbrojone w organella przypominające broń,

where they try to kill each other

kiedy próbują się pozabijać

by literally stabbing and rupturing each other.

przez dosłowne dźgnięcia i wzajemne rozrywanie siebie.

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

Rodzina bakterii, która wygra tę bitwę zacznie dominować.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Mogę odczytać rozmowy bakterii

that lead to different collective behaviors

prowadzące do grupowych zachowań,

like the fight you just saw.

takich jak ta walka.

And what I did was to spy on bacterial communities

Zrobiłam to, szpiegując populacje bakterii

inside the human body

w ciałach pacjentów w szpitalu.

in patients at a hospital.

I followed 62 patients in an experiment,

W eksperymencie obserwowałam 62 pacjentów,

where I tested the patient samples for one particular infection,

testując próbki pobrane od nich na jedną konkretną infekcję,

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

nie znając wyników tradycyjnych testów diagnostycznych.

Now, in bacterial diagnostics,

W bakteryjnej diagnostyce

a sample is smeared out on a plate,

próbka jest rozprowadzana na płytce

and if the bacteria grow within five days,

i jeśli bakterie się wyhodują w ciągu pięciu dni,

the patient is diagnosed as infected.

pacjent jest zdiagnozowany jako zarażony.

When I finished the study and I compared the tool results

Po skończeniu badań i porównaniu wyników

to the traditional diagnostic test and the validation test,

z tradycyjnymi wynikami testów walidacyjnych i diagnostycznych,

I was shocked.

byłam zszokowana.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

To było o wiele bardziej zdumiewające, niżbym to kiedykolwiek przewidziała.

But before I tell you what the tool revealed,

Ale zanim powiem, co to urządzenie ujawniło,

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

Chciałabym opowiedzieć o pacjentce, którą śledziłam,

a young girl.

pewnej dziewczynce.

She had cystic fibrosis,

Chorowała na mukowiscydozę,

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

chorobę genetyczną, przez którą płuca są bardziej podatne na infekcje.

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

Dziewczynka nie była częścią badań klinicznych.

I followed her because I knew from her medical record

Śledziłam jej chorobę, bo dokumentacja medycznej wskazywała,

that she had never had an infection before.

że nigdy wcześniej nie miała infekcji.

Once a month, this girl went to the hospital

Co miesiąc była w szpitalu,

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

aby oddać próbki śliny.

This sample was transferred for bacterial analysis

Próbka do analizy bakteryjnej była wysyłana

at the central laboratory

do głównego laboratorium,

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

aby lekarze mogli szybko działać w razie wykrycia infekcji.

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

Pozwalało mi to jednocześnie testować moje urządzenie.

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

Przez pierwsze dwa miesiące moje badania niczego nie wykryły.

But the third month,

Ale trzeciego miesiąca,

I discovered some bacterial chatter in her sample.

zauważyłam jakieś rozmowy bakterii.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Bakterie współpracowały, aby zniszczyć jej tkanki płucne.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Tradycyjna diagnostyka nie wykrywała żadnych bakterii.

I measured again the next month,

Zrobiłam kolejne badanie miesiąc później

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

i widziałam, że komunikacja bakterii się nasiliła.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Tak jak wcześniej tradycyjna diagnostyka nic nie wykryła.

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

Wtedy zakończyłam badania. Pół roku później sprawdziłam jej stan,

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

aby sprawdzić, czy bakterie o których tylko ja wiedziałam, zniknęły

without medical intervention.

bez żadnej medycznej interwencji.

They hadn't.

Nie zniknęły.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

A u dziewczynki zdiagnozowano ciężkie zakażenie

of deadly bacteria.

śmiertelną bakterią.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

To była ta sama bakteria, którą wcześniej wykryło moje narzędzie.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Mimo intensywnej kuracji antybiotykowej,

it was impossible to eradicate the infection.

nie udało się zwalczyć zakażenia.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Lekarze uznali, że nie dożyje dwudziestki.

When I measured on this girl's samples,

Kiedy testowałam próbki tej dziewczynki,

my tool was still in the initial stage.

moje narzędzie było w początkowej fazie.

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

Nawet nie wiedziałam, czy moja metoda działa,

therefore I had an agreement with the doctors

dlatego uzgodniłam z lekarzami,

not to tell them what my tool revealed

że nie będę mówić o moich wynikach,

in order not to compromise their treatment.

żeby nie narażać na szwank ich leczenia.

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

Więc kiedy zobaczyłam wyniki, które nie były zatwierdzone,

I didn't dare to tell

nie śmiałam ich informować,

because treating a patient without an actual infection

bo leczenie pacjenta bez faktycznej infekcji

also has negative consequences for the patient.

też ma negatywne skutki dla pacjenta.

But now we know better,

Teraz wiemy lepiej.

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

Jest tyle młodych chłopców i dziewczynek, których możemy uratować,

because, unfortunately, this scenario happens very often.

bo niestety taki scenariusz często się powtarza.

Patients get infected,

Pacjenci są zarażani,

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

bakterie nie są wykrywane tradycyjnymi metodami

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

i nagle infekcja rozprzestrzenia się z ciężkimi objawami w pacjencie.

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

A w tym momencie, jest już za późno.

The surprising result of the 62 patients I followed

Zaskakujące było to, że spośród 62 pacjentów, których obserwowałam,

was that my device caught bacterial conversations

moje urządzenie wykryło rozmowy bakterii

in more than half of the patient samples

w ponad połowie próbek pacjentów

that were diagnosed as negative by traditional methods.

zdiagnozowanych negatywnie tradycyjnymi metodami.

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

Innymi słowy, więcej niż połowa tych pacjentów wróciła do domu, myśląc,

they were free from infection,

że nie mieli infekcji,

although they actually carried dangerous bacteria.

mimo że byli nosicielami niebezpiecznych bakterii.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Wewnątrz tych źle zdiagnozowanych pacjentów,

bacteria were coordinating a synchronized attack.

bakterie koordynowały jednoczesny atak.

They were whispering to each other.

Szeptały do siebie.

What I call "whispering bacteria"

"Szeptającymi bakteriami" nazywam

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

bakterie, które nie są diagnozowane tradycyjnymi metodami.

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

Jak dotąd, tylko to narzędzie potrafi wykryć te szepty.

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

Wierzę, że czas kiedy bakterie wciąż szepczą,

is a window of opportunity for targeted treatment.

jest szansą na ukierunkowane leczenie.

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

Gdyby ta dziewczynka była leczona w tej ramie czasowej,

it might have been possible to kill the bacteria

być może zabicie bakterii byłoby możliwe

in their initial stage,

w początkowej fazie,

before the infection got out of hand.

zanim infekcja wymknęła się spod kontroli.

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

Doświadczenie z dziewczynką skłoniło mnie do zrobienia wszystkiego, co w mojej mocy,

to push this technology into the hospital.

aby wprowadzić tą technologię do szpitali.

Together with doctors,

Wraz z lekarzami

I'm already working on implementing this tool in clinics

już pracuję nad wdrażaniem tego narzędzia w klinikach,

to diagnose early infections.

aby rozpoznawać wczesne infekcje.

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

Mimo że jeszcze nie wiadomo, jak lekarze powinni leczyć pacjentów,

during the whispering phase,

podczas fazy szeptania bakterii,

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

to narzędzie może pomóc lekarzom mieć oko na pacjentów z ryzykiem infekcji.

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

Mogłoby pomóc lekarzom potwierdzić, czy leczenie się udało lub nie,

and it could help answer simple questions:

i pomóc odpowiedzieć na proste pytania:

Is the patient infected?

Czy pacjent jest zarażony?

And what are the bacteria up to?

Jakie są zamiary bakterii?

Bacteria talk,

Bakterie rozmawiają,

they make secret plans,

knują sekretne plany

and they send confidential information to each other.

i wysyłają do siebie poufne informacje.

But not only can we catch them whispering,

Możemy zrobić więcej niż tylko wykrywać ich szeptanie,

we can all learn their secret language

możemy się nauczyć ich sekretnego języka

and become ourselves bacterial whisperers.

i stać się szeptem bakterii,

And, as bacteria would say,

I tak jak bakterie powiedzieć,

"3-oxo-C12-aniline."

"3-okso-C12-anilina."

(Laughter)

(Śmiech)

(Applause)

(Brawa)

Thank you.

Dziękuję