New nanotech to detect cancer early | Joshua Smith

Tradutor: Joel Santos Revisora: Margarida Ferreira

"You have cancer."

"Você tem cancro."

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

Cerca de 40% de todos nós vamos ouvir estas três palavras durante a nossa vida,

and half will not survive.

e metade não vai sobreviver.

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

Isto significa que dois de cinco dos nossos amigos ou familiares

will be diagnosed with some form of cancer,

vão ser diagnosticados com alguma forma de cancro,

and one will die.

e um deles vai morrer.

Beyond the physical hardships,

Para além das provações físicas,

roughly one-third of cancer survivors here in the US

cerca de um terço dos sobreviventes de cancro nos EUA

will go into debt from treatment.

irá contrair dívidas para o tratamento.

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

E é duas vezes e meia mais provável que declarem falência

than those without cancer.

do que quem não tem cancro.

This disease is pervasive.

Esta doença é disseminada.

It's emotionally draining

Esgota emocionalmente

and, for many,

e, para muitos,

financially destructive.

é destrutiva financeiramente.

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

Mas um diagnóstico de cancro não tem de ser uma sentença de morte.

Finding cancer early,

Detetar o cancro cedo,

closer its genesis,

próximo da sua génese,

is one of the critical factors to improving treatment options,

é um dos fatores críticos para melhorar as opções de tratamento,

reducing its emotional impact

reduzindo o impacto emocional

and minimizing financial burdens.

e minimizando o encargo financeiro.

Most importantly,

E mais importante,

finding cancer early --

detetar o cancro cedo,

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

que é um dos objetivos primários da minha investigação,

greatly enhances your odds of survival.

aumenta muito as hipóteses de sobrevivência.

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

Se olharmos para o caso do cancro da mama, por exemplo,

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

percebemos que quem é diagnosticado e tratado no estágio um

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

tem um rácio de sobrevivência de 5 anos de quase 100%

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

— a percentagem desce para 22% se tratados no estágio quatro.

And similar trends are found for colorectal and ovarian cancer.

Encontramos a mesma tendência nos cancros do cólon e dos ovários

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

Todos temos consciência de que um diagnóstico precoce

is critical for survival.

é fundamental para a sobrevivência.

The problem is that many cancer diagnostic tools are invasive,

O problema é que muitas das ferramentas de diagnóstico são invasivas,

costly,

caras,

often inaccurate

muitas vezes imprecisas

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

e pode demorar muito tempo até se saber os resultados.

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

Pior ainda, para algumas formas de cancro,

such as ovarian, liver or pancreatic cancer,

como dos ovários, do fígado ou do pâncreas,

good screening methods simply don't exist,

não existem bons métodos de rastreio,

meaning that often people wait until physical symptoms surface,

o que significa que muitas pessoas esperam que surja algum sintoma físico,

which are themselves already indicators of late-stage progression.

que são por si só indicadores de estágios avançados.

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

É como um tornado sem um sistema de aviso prévio,

there is no alarm to warn,

não existe nenhum alarme que avise

for the danger is already at your doorstep

para o perigo que se aproxima

when your odds of survival are greatly reduced.

quando as hipóteses de sobreviver já são poucas.

Having the convenience and accessibility of regular screening options

Ter a conveniência de opções de acesso a rastreios regulares

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

que sejam económicas, não invasivas e mais rápidas a dar os resultados,

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

poderia dar-nos uma arma formidável na luta contra o cancro.

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

Um aviso prévio poderia dar-nos um avanço em relação à doença

instead of merely following in its relentless wake.

ao invés de apenas seguir o seu despertar implacável.

And this is exactly what I've been doing.

É exatamente isso que temos feito.

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

Nos últimos três anos, tenho vindo a desenvolver tecnologias

that could ultimately aid clinicians

que poderão ajudar os médicos

with rapid, early-stage cancer diagnostics.

com diagnósticos rápidos nos primeiros estágios de cancro.

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

Tenho sido alimentado por uma curiosidade cientifica profunda,

and a passion to change these statistics.

e uma paixão para inverter estas estatísticas.

Last year however,

No ano passado, no entanto,

this fight became much more personal

a luta tornou-se muito mais pessoal.

when my wife was diagnosed with breast cancer.

A minha esposa foi diagnosticada com cancro da mama.

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

Uma experiência que trouxe uma forte e inesperada dimensão emocional

to these efforts.

aos meus esforços.

I know firsthand how life-altering treatment can be,

Eu sei em primeira mão como os tratamentos podem alterar uma vida,

and I'm keenly aware of the emotional havoc

e estou bem ciente do caos emocional

that cancer can wreak on a family,

que o cancro pode causar numa família,

which in our case included our two young daughters.

que, no nosso caso, inclui as nossas duas filhas.

Because we found it early during a routine mammogram,

Como foi descoberto cedo numa mamografia de rotina,

we were able to focus primarily on treatment options

pudemos focar-nos nas opções de tratamento

for the localized tumor,

para o tumor localizado,

reaffirming to me how important an early diagnosis is.

o que prova o quão importante é um diagnóstico precoce.

Unlike other forms of cancer,

Ao contrário de outras formas de cancro,

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

a mamografia oferece um rastreio precoce para o cancro da mama.

Still, not everyone has this done,

No entanto, nem toda a gente a faz,

or they may develop breast cancer

ou desenvolve cancro da mama

before the middle age recommendation for having a mammogram.

antes da idade média recomendada para fazer uma mamografia.

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

Há ainda muito para se melhorar,

even for cancers that do have screening options,

mesmo nos cancros que têm opções de rastreio,

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

e, claro, benefícios consideráveis para os que não têm.

A key challenge then for cancer researchers

Um desafio vital para os investigadores

is to develop methods

é desenvolver métodos

that make regular screening for many types of cancers

para tornar mais acessíveis

rastreios regulares a muitos tipos de cancro

much more accessible.

Imagine a scenario where during your regular checkup,

Imaginem um cenário em que, durante o vosso "check-up" habitual,

your doctor can take a simple, noninvasive urine sample,

o médico pode tirar uma amostra simples e não invasiva de urina,

or other liquid biopsy,

ou outra biópsia líquida,

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

e apresentar-vos o resultado ainda antes de sair do consultório.

Such a technology could dramatically reduce the number of people

Tal tecnologia poderia reduzir drasticamente o número de pessoas

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

cujo diagnóstico do cancro não é feito num estágio inicial.

My research team of engineers and biochemists

A minha equipa de engenheiros e bioquímicos

is working on exactly this challenge.

está a trabalhar neste desafio.

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

Estamos a trabalhar em formas de ativar um alarme de cancro em fase inicial

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

ao possibilitar rastreios regulares enquanto a pessoa é saudável

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

para que possam ser tomadas medidas para parar o cancro

assim que este emerge e antes que evolua para lá da sua infância.

and before it can progress beyond its infancy.

The silver bullet in this case are tiny vesicles,

A solução neste caso são pequenas vesiculas,

little escape pods regularly shed by cells called exosomes.

pequenas cápsulas, por norma protegidas por células chamadas exossomas.

Exosomes are important biomarkers

Os exossomas são importantes marcadores biológicos

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

que funcionam como um sistema de alarme para o desenvolvimento do cancro.

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

E uma vez que são abundantes em todos os fluídos corporais,

including blood, urine and saliva,

incluído o sangue, a urina e a saliva,

they're extremely attractive for noninvasive liquid biopsies.

são excelentes para fazer biópsias líquidas e não invasivas.

There's just one problem.

Há só um problema.

An automated system for rapidly sorting these important biomarkers

Não está disponível um sistema automático

para separar rapidamente estes marcadores biológicos.

is not currently available.

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

Criámos uma tecnologia a que chamámos de nano-DLD

that is capable of precisely this:

que é capaz de fazer precisamente isto:

automated exosome isolation

isolamento automático de exossomas

to aid rapid cancer diagnostics.

para auxiliar diagnósticos rápidos de cancro.

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

Os exossomas são a nova arma de pré-aviso, se quiserem.

to emerge on the liquid biopsy front.

a surgir na linha da frente das biópsias líquidas.

And they're really, really small.

E são muito pequenos.

They measure just 30 to 150 nanometers in diameter.

Medem entre 30 a 150 nanómetros de diâmetro.

This is so tiny

São tão pequenos

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

que cerca de um milhão cabe num único glóbulo vermelho.

That's roughly the difference between a golf ball

É mais ou menos a diferença entre uma bola de golfe

and a fine grain piece of sand.

e um grão de areia.

Once thought to be little bins for unwanted cellular waste,

Pensava-se que eram pequenos depósitos de desperdício celular,

it has been found that cells actually communicate

mas descobriu-se que as células comunicam

by producing and absorbing these exosomes

ao produzir e ao absorver estes exossomas

which contain surface receptors,

que contêm recetores de superfície,

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

proteínas e outro material genético recolhido da sua célula de origem.

When absorbed by a neighboring cell,

Ao serem absorvidos por uma célula vizinha,

exosomes release their contents into the receiving cell,

os exossomas libertam o seu conteúdo na célula recetora,

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

e podem pôr em marcha mudanças fundamentais na expressão genética

some good,

algumas boas,

and this is where cancer comes in,

— e é aqui que o cancro surge —

some bad.

outras más.

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

Uma vez que estão camuflados com o material da célula mãe,

and contain a sample of its environment,

e contêm uma amostra do seu ambiente,

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

fornecem uma foto genética da saúde e origem dessa célula.

All of these qualities make exosomes invaluable messengers

Todas estas qualidade fazem dos exossomas mensageiros inestimáveis

that potentially allow physicians

que potencialmente permitem aos médicos

to eavesdrop on your health at the cellular level.

auscultar a nossa saúde ao nível celular.

To catch cancer early, however,

No entanto, para detetar cedo o cancro,

you have to frequently intercept these messages

temos de intercetar estas mensagens frequentemente

to determine when cancer-causing troublemakers within your body

para determinar quando os agentes cancerígenos no nosso corpo

decide to start staging a coup,

decidem iniciar um motim

which is why regular screening is so critical

e é por isso que os rastreios regulares são tão importantes

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

e estamos a criar tecnologia para os tornar possíveis.

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

O primeiro diagnóstico à base de exossomas surgiu no mercado este ano,

they are not yet part of mainstream healthcare options.

mas não faz parte das opções dos planos de saúde gerais.

In addition to their recent emergence,

Para além do seu aparecimento recente,

another factor that's limiting their widespread adoption

outro fator que limita a sua adoção em massa

is that currently, no automated exosome isolation system exists

é que, atualmente, não existe nenhum sistema automático para isolar exossomas

to make regular screening economically accessible.

para tornar os rastreios regulares economicamente acessíveis.

The current gold standard for exosome isolation

A norma de ouro atual para a isolação de exossomas

includes ultracentrifugation,

inclui ultracentrifugação,

a process requiring expensive laboratory equipment,

um processo que requer equipamento de laboratório dispendioso,

a trained lab tech

um técnico de laboratório

and about 30 hours of time to process a sample.

e cerca de 30 horas para processar uma amostra.

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

Encontrámos uma abordagem diferente para alcançar o isolamento de exossomas

from a sample such as urine.

de uma amostra como a urina.

We use a chip-based, continuous flow separation technique

Usamos uma técnica de separação à base de um fluxo contínuo

called deterministic lateral displacement.

chamada deslocação lateral determinística.

And we have done with it

E conseguimos com isso

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

o que a indústria de semicondutores tem feito tão bem nos últimos 50 anos.

We shrunk the dimensions of this technology

Diminuímos as dimensões desta tecnologia

from the micron scale to the true nanoscale.

de uma micro escala para a verdadeira nano escala.

So how does it work?

Como é que isso funciona?

In a nutshell,

Resumidamente,

a set of tiny pillars separated by nanoscopic gaps

um conjunto de minúsculos pilares separados por espaços nanoscópicos

are arranged in such a way

são dispostos de forma

that the system divides the fluid into streamlines,

a que o sistema divida o fluido em várias direções,

with the larger cancer-related nanoparticles being separated

assim as nanopartículas maiores do cancro são separadas

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

com um processo de redirecionamento das mais pequenas e saudáveis ,

which can in contrast

que, em contraste,

move around the pillars in a zigzag-type motion

movem-se em ziguezague à volta dos pilares

in the direction of fluid flow.

na direção em que o fluido flui.

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

O resultado é uma separação completa destes dois tipos de partículas.

You can visualize this separation process

Podem visualizar este processo de separação

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

semelhante ao tráfego na autoestrada que se divide em duas estradas,

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

uma que passa num túnel através da montanha,

and the other road going around it.

e outra que passa à volta dela.

Here, smaller cars can go through the tunnel

Aqui, os carros mais pequenos passam pelo túnel

while larger trucks, carrying potentially hazardous material,

os camiões, que carregam materiais potencialmente perigosos,

are forced to take the detour route.

são forçados a ir pelo desvio.

Traffic is effectively separated by size and contents

O tráfego é efetivamente separado por tamanho e conteúdo

without impeding its flow.

sem impedir o seu fluxo.

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

E é assim que o nosso sistema funciona, numa escala muito mais pequena.

The idea here is that the separation process for screening

A ideia é que o processo de separação para rastreios

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

seja tão simples como processar uma amostra de urina, sangue ou saliva,

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

e está perto de o ser, nos próximos anos.

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

Por fim, poderá ser usado para isolar e detetar os exossomas alvo,

associated with a particular type of cancer,

associados a um tipo particular de cancro,

sensing and reporting their presence within minutes.

detetando e informando a sua presença em minutos.

This would make rapid diagnostics virtually painless.

Isto tornará um diagnóstico rápido virtualmente indolor.

Broadly speaking,

De uma forma geral,

the ability to separate and enrich biomarkers

a capacidade para separar e enriquecer marcadores biológicos

with nanoscale precision in an automated way,

com precisão à nanoescala automatizada,

opens the door to better understanding diseases such as cancer,

abre a porta para entender melhor doenças como o cancro,

with applications ranging from sample preparation to diagnostics,

com aplicações desde a preparação de amostras para diagnóstico,

and from drug resistance monitoring to therapeutics.

de monitorização de resistência de fármacos até à terapia.

Even before my wife's bout with cancer,

Mesmo antes da luta da minha esposa com o cancro,

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

era um sonho meu facilitar a automatização deste processo

to make regular screening more accessible,

— tornar mais acessíveis os rastreios regulares ,

similar to the way Henry Ford made the automobile accessible

da mesma forma que Henry Ford tornou o automóvel mais acessível

to the general population

à população em geral

through development of the assembly line.

através da criação de uma linha de montagem.

Automation is the key to accessibility.

A automatização é a chave para a acessibilidade.

And in the spirit of the Hoover dream,

No espírito do sonho de Hoover

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

— "um frango em cada panela e um carro em cada garagem" —

we're developing a technology

estamos a criar uma tecnologia

that could ultimately place an early-warning cancer detection system

que pode colocar um sistema de deteção precoce de cancro

in every home.

em cada casa.

This would allow every man, woman and child

O que permitirá a cada homem, mulher e criança

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

a oportunidade de serem regularmente testados enquanto são saudáveis,

catching cancer when it first emerges.

detetando o cancro assim que ele surge.

It is my hope and dream

É a minha esperança e sonho

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

ajudar pessoas em todo o mundo a evitar os altos custos

physical, financial and emotional --

— físicos, financeiros e emocionais —

faced by today's cancer patients,

que os doentes de cancro enfrentam,

hardships that I'm well acquainted with.

dificuldades que conheço muito bem.

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

Estou feliz por anunciar que, por termos detetado cedo o cancro da minha esposa,

her treatment was successful,

o seu tratamento foi bem sucedido,

and she is now, thankfully, cancer-free.

e ela está agora, felizmente, livre do cancro.

(Applause)

(Aplausos)

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

É o desfecho que gostaria que todos com diagnóstico de cancro tivessem.

With the work that my team has already done

Com o trabalho desenvolvido pela minha equipa

on separation of nanoscale biomarkers

na separação de marcadores biológicos à nanoescala

for rapid, early-stage cancer diagnostics,

para diagnósticos rápidos e nos primeiros estágios de cancro,

I am optimistic that within the next decade,

estou otimista que, na próxima década,

this type of technology will be available,

este tipo de tecnologia vai estar disponível,

helping protect our friends, our family and future generations.

ajudando a proteger os nossos amigos, família e futuras gerações.

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

Mesmo que tenhamos a infelicidade de ser diagnosticados com cancro,

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

esse alarme precoce vai ser um forte raio de esperança.

Thank you.

Obrigado.

(Applause)

(Aplausos)