This tiny particle could roam your body to find tumors | Sangeeta Bhatia

Tradutor: Gustavo Assef Revisor: Custodio Marcelino

In the space that used to house one transistor,

Em um espaço onde era abrigado um transistor,

agora podemos abrigar um bilhão.

we can now fit one billion.

That made it so that a computer the size of an entire room

Isso fez com que um computador do tamanho de uma sala

now fits in your pocket.

caiba agora no seu bolso.

You might say the future is small.

Pode-se dizer que o futuro é pequeno.

As an engineer,

Por ser engenheira, eu me sinto inspirada

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

por essa miniaturização revolucionária na computação.

As a physician,

Por ser médica,

I wonder whether we could use it to reduce the number of lives lost

imagino se poderíamos usar isso para reduzir o número de vidas perdidas

due to one of the fastest-growing diseases on Earth:

devido a uma das doenças que mais crescem no mundo:

cancer.

o câncer.

Now when I say that,

Quando digo isso, as pessoas entendem que nós estamos tentando curar o câncer.

what most people hear me say is that we're working on curing cancer.

And we are.

E estamos.

But it turns out

Aparentemente, há uma incrível oportunidade para salvar vidas

that there's an incredible opportunity to save lives

through the early detection and prevention of cancer.

através da detecção precoce e prevenção do câncer.

Worldwide, over two-thirds of deaths due to cancer are fully preventable

Mundialmente, mais de dois terços das mortes causadas pelo câncer

são totalmente evitáveis, utilizando métodos que temos ao nosso alcance.

using methods that we already have in hand today.

Things like vaccination, timely screening

Métodos como vacinação, exames frequentes

and of course, stopping smoking.

e, é claro, parar de fumar.

But even with the best tools and technologies that we have today,

Mas mesmo com as melhores ferramentas e tecnologias que temos atualmente,

some tumors can't be detected

há tumores que só podem ser detectados

após dez anos do início de seu crescimento,

until 10 years after they've started growing,

when they are 50 million cancer cells strong.

quando já existem 50 milhões de células cancerosas.

What if we had better technologies

E se tivéssemos tecnologias melhores

to detect some of these more deadly cancers sooner,

para detectar algumas dessas células cancerosas mais cedo,

para que fossem removidas logo de início?

when they could be removed,

when they were just getting started?

Let me tell you about how miniaturization might get us there.

Vou dizer como a miniaturização pode nos levar a isso.

This is a microscope in a typical lab

Esse é um microscópio de laboratório

that a pathologist would use for looking at a tissue specimen,

utilizado por um patologista para examinar amostras,

como em uma biópsia ou em um Papanicolau.

like a biopsy or a pap smear.

This $7,000 microscope

Esse microscópio de US$ 7 mil

seria utilizado por alguém com anos de treinamento especializado

would be used by somebody with years of specialized training

to spot cancer cells.

para identificar células cancerosas.

This is an image from a colleague of mine at Rice University,

Essa é uma imagem cedida por uma colega da Universidade Rice,

Rebecca Richards-Kortum.

Rebecca Richards-Kortum.

What she and her team have done is miniaturize that whole microscope

Ela e sua equipe miniaturizaram esse microscópio

into this $10 part,

transformando-o nessa partícula de US$ 10,

and it fits on the end of an optical fiber.

que cabe na ponta de uma fibra óptica.

Now what that means is instead of taking a sample from a patient

Portanto, ao invés de retirar uma amostra de um paciente

and sending it to the microscope,

para examiná-la em um microscópio,

you can bring the microscope to the patient.

pode-se levar o microscópio até o paciente.

And then, instead of requiring a specialist to look at the images,

E, ao invés de um especialista examinar as imagens,

you can train the computer to score normal versus cancerous cells.

programamos um computador para diferenciar células normais das cancerosas.

Now this is important,

Isso é importante,

because what they found working in rural communities,

pois trabalhando em comunidades rurais eles descobriram

is that even when they have a mobile screening van

que, mesmo com uma van para realizar exames de forma itinerante,

that can go out into the community and perform exams

possibilitando-se ir até comunidades para realizar exames e coletar amostras,

and collect samples

and send them to the central hospital for analysis,

e enviá-las para o hospital para análise, alguns dias depois,

that days later,

women get a call with an abnormal test result

eles podiam ligar para as mulheres, no caso de resultado anormal,

and they're asked to come in.

chamando-as ao hospital.

Fully half of them don't turn up because they can't afford the trip.

Metade delas não vão até o hospital, pois não conseguem pagar a viagem.

With the integrated microscope and computer analysis,

Com o microscópio integrado às análises informatizadas,

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

Rebecca e seus colegas criaram uma van

que contém equipamentos para diagnóstico e tratamento.

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

And what that means is that they can do a diagnosis

Isso significa que eles conseguem diagnosticar

and perform therapy on the spot,

e tratar no local,

so no one is lost to follow up.

para que ninguém fique sem acompanhamento.

That's just one example of how miniaturization can save lives.

Esse é só um exemplo de como a miniaturização pode salvar vidas.

Now as engineers,

Sendo engenheiros, pensamos nisso como miniaturização de forma direta.

we think of this as straight-up miniaturization.

You took a big thing and you made it little.

Uma coisa grande transformada em uma coisa pequena.

But what I told you before about computers

Mas o que disse antes sobre computadores foi que eles transformaram nossas vidas

was that they transformed our lives

when they became small enough for us to take them everywhere.

quando se tornaram pequenos o bastante para serem levados para qualquer lugar.

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

Então qual o equivalente a essa transformação, na medicina?

Well, what if you had a detector

Bom, e se existisse um detector

that was so small that it could circulate in your body,

tão pequeno que pudesse circular pelo seu corpo,

find the tumor all by itself

encontrar os tumores sozinho, e enviar um sinal para o mundo externo?

and send a signal to the outside world?

It sounds a little bit like science fiction.

Parece ficção científica.

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

Mas, na verdade, a nanotecnologia nos permite fazer exatamente isso.

Nanotechnology allows us to shrink the parts that make up the detector

Nanotecnologia nos permite encolher as partes que compõem o detector

from the width of a human hair,

da espessura de um fio de cabelo humano, que é de 100 microns,

which is 100 microns,

to a thousand times smaller,

para mil vezes menor que é de 100 nanômetros.

which is 100 nanometers.

And that has profound implications.

E isso possui implicações profundas.

It turns out that materials actually change their properties

Acontece que materiais mudam suas propriedades quando em nanoescala.

at the nanoscale.

You take a common material like gold,

Pode-se pegar algo comum como o ouro,

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

e transformá-lo em poeira, em nanopartículas de ouro,

and it changes from looking gold to looking red.

e o ouro deixa de ser dourado e vira vermelho.

If you take a more exotic material like cadmium selenide --

Se utilizarmos um material mais exótico como o seleneto de cádmio,

forms a big, black crystal --

um grande cristal preto,

if you make nanocrystals out of this material

e transformá-lo em nanocristais

and you put it in a liquid,

e colocá-los em um líquido,

and you shine light on it,

e iluminá-los,

they glow.

eles brilham.

And they glow blue, green, yellow, orange, red,

Um brilho azul, verde, amarelo, laranja, vermelho,

dependendo somente do seu tamanho.

depending only on their size.

It's wild! Can you imagine an object like that in the macro world?

É uma loucura! Conseguem imaginar um objeto assim no mundo macro?

It would be like all the denim jeans in your closet are all made of cotton,

Seria como se todas suas calças jeans fossem feitas de algodão,

but they are different colors depending only on their size.

mas possuíssem cores diferentes, somente por causa do seu tamanho.

(Risos)

(Laughter)

So as a physician,

Então, por ser médica, o que é tão interessante para mim

what's just as interesting to me

is that it's not just the color of materials

é que não somente a cor dos materiais muda em uma nanoescala:

that changes at the nanoscale;

the way they travel in your body also changes.

a forma com que eles percorrem seu corpo também muda.

And this is the kind of observation that we're going to use

Esse é o tipo de observação que usaremos para criar um detector de câncer melhor.

to make a better cancer detector.

So let me show you what I mean.

Deixem-me mostrar o que eu quero dizer.

This is a blood vessel in the body.

Esse é um vaso sanguíneo no corpo humano.

Surrounding the blood vessel is a tumor.

Cercando o vaso sanguíneo há um tumor.

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

Vamos injetar nanopartículas dentro do vaso sanguíneo

and watch how they travel from the bloodstream into the tumor.

e observar como eles viajam da corrente sanguínea para o tumor.

Now it turns out that the blood vessels of many tumors are leaky,

Acontece que os vasos sanguíneos de muitos tumores são vazados,

and so nanoparticles can leak out from the bloodstream into the tumor.

e as nanopartículas podem transpassar da corrente sanguínea para o tumor.

Whether they leak out depends on their size.

Se elas transpassam, depende do seu tamanho.

Portanto, nessa imagem

So in this image,

the smaller, hundred-nanometer, blue nanoparticles are leaking out,

as partículas azuis menores, com 100 nanômetros, estão transpassando,

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

e as partículas vermelhas maiores, com 500 nanômetros,

are stuck in the bloodstream.

estão presas na corrente sanguínea.

So that means as an engineer,

Isso significa, como engenheira,

que, dependendo do tamanho de um material,

depending on how big or small I make a material,

I can change where it goes in your body.

eu posso mudar a direção dele, dentro do seu corpo.

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

Em meu laboratório, recentemente criamos um nanodetector de câncer

that is so small that it could travel into the body and look for tumors.

tão pequeno que pode percorrer o corpo humano procurando por tumores.

We designed it to listen for tumor invasion:

Ele foi criado para ouvir a invasão de um tumor:

the orchestra of chemical signals that tumors need to make to spread.

a orquestra de sinais químicos que os tumores fazem ao se espalhar.

For a tumor to break out of the tissue that it's born in,

Para o tumor se desprender do tecido em que se desenvolveu,

it has to make chemicals called enzymes

ele precisa produzir substâncias chamadas enzimas

to chew through the scaffolding of tissues.

para atravessar a malha de tecidos.

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

Criamos essas nanopartículas para serem ativadas por essas enzimas.

One enzyme can activate a thousand of these chemical reactions in an hour.

Uma enzima pode ativar mil dessas reações químicas em uma hora.

Now in engineering, we call that one-to-a-thousand ratio

Na engenharia, chamamos isso de uma escala de 1/1000,

a form of amplification,

uma forma de amplificação, o que torna algo ultrassensível.

and it makes something ultrasensitive.

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

Criamos um detector de câncer ultrassensível.

OK, but how do I get this activated signal to the outside world,

Tudo bem, mas como transmito esse sinal para o mundo externo,

where I can act on it?

onde eu possa fazer algo a respeito?

For this, we're going to use one more piece of nanoscale biology,

Para isso, usaremos mais um exemplo de biologia em nanoescala,

and that has to do with the kidney.

e tem a ver com o rim.

The kidney is a filter.

O rim age como um filtro.

Its job is to filter out the blood and put waste into the urine.

Sua função é filtrar o sangue e eliminar resíduos através da urina.

It turns out that what the kidney filters

Acontece que o que o rim filtra

is also dependent on size.

também depende do tamanho.

So in this image, what you can see

Nessa imagem, vocês conseguem ver

is that everything smaller than five nanometers

que tudo menor que cinco nanômetros

is going from the blood, through the kidney, into the urine,

está indo do sangue, através do rim, para a urina,

and everything else that's bigger is retained.

e o que é maior, é retido.

OK, so if I make a 100-nanometer cancer detector,

Se crio um detector de câncer de 100 nanômetros,

I inject it in the bloodstream,

injeto-o na corrente sanguínea,

it can leak into the tumor where it's activated by tumor enzymes

ele chega até o tumor, onde é ativado pelas enzimas do tumor,

to release a small signal

e libera um pequeno sinal,

that is small enough to be filtered out of the kidney

pequeno o bastante para ser filtrado pelo rim

and put into the urine,

e colocado na urina,

I have a signal in the outside world that I can detect.

e temos assim um sinal detectável no mundo externo.

OK, but there's one more problem.

Tudo bem, mas tem mais um problema.

This is a tiny little signal,

Esse sinal é muito pequeno, então como eu o detecto?

so how do I detect it?

Well, the signal is just a molecule.

O sinal é apenas uma molécula.

They're molecules that we designed as engineers.

São moléculas que nós, engenheiros, criamos.

They're completely synthetic, and we can design them

São completamente sintéticas, então podem ser criadas

so they are compatible with our tool of choice.

para serem compatíveis com a ferramenta que escolhermos.

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

Se utilizássemos um instrumento altamente sensível e sofisticado,

called a mass spectrometer,

chamado espectrômetro de massa,

then we make a molecule with a unique mass.

então criaríamos uma molécula de massa singular.

Or maybe we want make something that's more inexpensive and portable.

Ou talvez preferimos utilizar algo mais barato e portátil.

Then we make molecules that we can trap on paper,

Então criaríamos moléculas que podemos capturar em papel,

like a pregnancy test.

como um teste de gravidez.

In fact, there's a whole world of paper tests

Na verdade, existe uma grande variedade de testes em papel

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

que estão disponíveis em um campo chamado diagnósticos por testes de papel.

Alright, where are we going with this?

Então, aonde quero chegar?

What I'm going to tell you next,

O que vou lhes contar a seguir,

as a lifelong researcher,

como tenho sido pesquisadora minha vida inteira,

represents a dream of mine.

representa um sonho que possuo.

I can't say that's it's a promise;

Não posso dizer que é uma promessa:

it's a dream.

é um sonho.

Mas acho que todos precisamos ter sonhos para nos motivar,

But I think we all have to have dreams to keep us pushing forward,

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

até, e talvez especialmente, pesquisadores de câncer.

I'm going to tell you what I hope will happen with my technology,

Vou lhes contar o que espero que aconteça com a minha tecnologia,

that my team and I will put our hearts and souls

e que meu time e eu nos dedicaremos de corpo e alma

into making a reality.

para que seja uma realidade.

OK, here goes.

Tudo bem, aqui vai.

Sonho que um dia,

I dream that one day,

instead of going into an expensive screening facility

ao invés de ir a uma clínica cara

to get a colonoscopy,

para fazer uma colonoscopia,

or a mammogram,

ou uma mamografia,

or a pap smear,

ou um Papanicolau,

that you could get a shot,

você poderá tomar uma injeção,

wait an hour,

esperar por uma hora,

e fazer um teste de urina em uma tira de papel.

and do a urine test on a paper strip.

I imagine that this could even happen

Imagino que isso poderia acontecer

without the need for steady electricity,

sem a necessidade de uma rede elétrica estável,

or a medical professional in the room.

ou um médico profissional no recinto.

Maybe they could be far away

Talvez o médico esteja longe conectado apenas pela imagem em um smartphone.

and connected only by the image on a smartphone.

Now I know this sounds like a dream,

Sei que isso pode parecer um sonho,

but in the lab we already have this working in mice,

porém no laboratório já fizemos testes em camundongos,

where it works better than existing methods

que funcionam melhor do que os métodos existentes

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

para a detecção de câncer de pulmão, cólon e ovário.

And I hope that what this means

E espero que isso signifique

is that one day we can detect tumors in patients

que um dia possamos detectar tumores em pacientes

sooner than 10 years after they've started growing,

muito antes de dez anos após o seu crescimento inicial,

in all walks of life,

em todas as formas de vida,

all around the globe,

em todo o mundo,

and that this would lead to earlier treatments,

e isso levaria a tratamentos precoces,

e conseguiríamos salvar mais vidas do que conseguimos hoje,

and that we could save more lives than we can today,

with early detection.

com a detecção precoce.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)