The Future of Early Cancer Detection? | Jorge Soto | TED Talks

Хорхе Сото: Будущее ранней диагностики рака?

Переводчик: Anna Kotova Редактор: Galina Kuznetsova

Almost a year ago,

Около года назад

my aunt started suffering back pains.

моя тётя стала испытывать боли в спине.

She went to see the doctor

Она обратилась к доктору,

and they told her it was a normal injury

и ей сказали, что это рядовая травма

for someone who had been playing tennis

для того, кто занимался теннисом

for almost 30 years.

почти 30 лет.

They recommended that she do some therapy,

Ей порекомендовали пройти курс терапии,

but after a while she wasn't feeling better,

но по прошествии некоторого времени её самочувствие не улучшилось,

so the doctors decided to do further tests.

поэтому врачи решили провести дальнейшее обследование.

They did an x-ray

Они сделали рентген

and discovered an injury in her lungs,

и обнаружили повреждения в лёгких.

and at the time they thought that the injury

Тогда они решили, что это были

was a strain in the muscles and tendons

растяжения в мышцах и сухожилиях

between her ribs,

между рёбер,

but after a few weeks of treatment,

но после нескольких недель лечения

again her health wasn't getting any better.

её здоровье всё ещё не улучшалось.

So finally, they decided to do a biopsy,

Наконец врачи решили сделать биопсию,

and two weeks later,

и две недели спустя

the results of the biopsy came back.

стали известны её результаты.

It was stage 3 lung cancer.

Это был рак лёгких 3-й стадии.

Her lifestyle was almost free of risk.

Её образ жизни был практически лишён факторов риска:

She never smoked a cigarette,

она не выкурила ни одной сигареты,

she never drank alcohol,

никогда не пила алкоголя

and she had been playing sports

и занималась спортом

for almost half her life.

почти половину жизни.

Perhaps, that is why it took them almost six months

Вероятно поэтому врачам понадобилось почти 6 месяцев,

to get her properly diagnosed.

чтобы поставить правильный диагноз.

My story might be, unfortunately,

К сожалению, эта история,

familiar to most of you.

может быть знакома многим из вас.

One out of three people sitting in this audience

У каждого третьего в этом зале

will be diagnosed with some type of cancer,

будет диагностирована та или иная форма рака.

and one out of four

Каждый четвёртый

will die because of it.

от этого рака умрёт.

Not only did that cancer diagnosis

Этот диагноз

change the life of our family,

не только изменил жизнь нашей семьи,

but that process of going

но и все эти хождения туда-сюда

back and forth with new tests,

с анализами,

different doctors describing symptoms,

посещение разных врачей, описывающих симптомы

discarding diseases over and over,

и отметающих возможные заболевания снова и снова,

was stressful and frustrating,

дались очень нелегко,

especially for my aunt.

особенно, моей тёте.

And that is the way cancer diagnosis has been done

Именно так рак диагностируют

since the beginning of history.

с незапамятных времён.

We have 21st-century medical treatments and drugs

Мы лечим рак медикаментами и терапией

to treat cancer,

XXI века,

but we still have 20th-century procedures

при этом до сих пор используя диагностические методы XX века,

and processes for diagnosis, if any.

если дело до них вообще доходит.

Today, most of us have to wait for symptoms

Сегодня мы вынуждены дожидаться симптомов,

to indicate that something is wrong.

которые укажут на проблемы со здоровьем.

Today, the majority of people still don't have access

Сегодня у большинства людей до сих пор нет доступа

to early cancer detection methods,

к ранней диагностике рака,

even though we know

хотя известно,

that catching cancer early

что именно это является

is basically the closest thing we have

самым верным оружием

to a silver bullet cure against it.

в борьбе против этого заболевания.

We know that we can change this in our lifetime,

Мы знаем, что уже сейчас мы можем это изменить.

and that is why my team and I

Вот почему я и моя команда

have decided to begin this journey,

решили начать этот путь

this journey to try to make cancer detection

в попытке сделать распознавание рака

at the early stages

на ранних стадиях

and monitoring the appropriate response at the molecular level

и выявление свойственных ему признаков на молекулярном уровне

easier, cheaper, smarter

проще, дешевле, практичнее

and more accessible than ever before.

и доступнее, чем когда-либо.

The context, of course,

Сегодня ситуация такова,

is that we're living at a time

что мы живём в эпоху технологий,

where technology is disrupting our present

опережающих время

at exponential rates,

в геометрической прогрессии,

and the biological realm is no exception.

и сфера биологии — не исключение.

It is said today that biotech is advancing

Сегодня биотехнологии развиваются

at least six times faster than the growth rate

по меньшей мере в шесть раз быстрее,

of the processing power of computers.

чем растёт производительность компьютеров.

But progress in biotech

Но прогресс в биотехнологиях

is not only being accelerated,

не только ускоряется,

it is also being democratized.

но и становится общедоступным.

Just as personal computers or the Internet

Как персональные компьютеры, интернет

or smartphones leveled the playing field

и смартфоны уравняли правила игры

for entrepreneurship, politics or education,

для предпринимательства, политики и образования,

recent advances have leveled it up for biotech progress as well,

так и недавние открытия сделали то же самое для биотехнологий.

and that is allowing

Это позволяет

multidisciplinary teams like ours

таким многопрофильным командам, как наша,

to try to tackle and look at these problems

браться за решение подобных проблем,

with new approaches.

используя новые подходы.

We are a team of scientists and technologists

Мы — команда учёных и инженеров

from Chile, Panama,

из Чили, Панамы,

Mexico, Israel and Greece,

Мексики, Израиля и Греции.

and based on recent scientific discoveries,

Опираясь на недавние научные открытия,

we believe that we have found

мы полагаем, что нашли

a reliable and accurate way

надёжный и точный способ

of detecting several types of cancer

определения нескольких видов рака

at the very early stages through a blood sample.

на самых ранних стадиях по анализу крови.

We do it by detecting a set of very small molecules

Мы делаем это, отслеживая группу очень маленьких молекул,

that circulate freely in our blood

свободно циркулирующих в крови,

called microRNAs.

называемых микроРНК.

To explain what microRNAs are

Чтобы объяснить природу микроРНК

and their important role in cancer,

и их важную роль в развитии рака,

I need to start with proteins,

мне следует начать с белков.

because when cancer is present in our body,

Когда в организме развивается рак,

protein modification is observed

модификация белка наблюдается

in all cancerous cells.

во всех раковых клетках.

As you might know,

Как вы, должно быть, знаете,

proteins are large biological molecules

белки — это большие молекулы,

that perform different functions within our body,

выполняющие различные функции в организме.

like catalyzing metabolic reactions

Например, они ускоряют метаболические реакции,

or responding to stimuli

реагируют на раздражители,

or replicating DNA,

копируют ДНК.

but before a protein is expressed or produced,

Перед тем, как происходит экспрессия или выработка белка,

relevant parts of its genetic code

участки его генетического кода,

present in the DNA

находящиеся в ДНК,

are copied into the messenger RNA,

копируются в матричную РНК.

so this messenger RNA

Эта матричная РНК

has instructions on how to build a specific protein,

содержит инструкции по созданию определённого белка.

and potentially it can build hundreds of proteins,

Потенциально она может создать сотни белков,

but the one that tells them when to build them

но за то, когда это делать

and how many to build

и сколько белков нужно создать,

are microRNAs.

отвечает микроРНК.

So microRNAs are small molecules

МикроРНК — это маленькие молекулы,

that regulate gene expression.

регулирующие экспрессию генов.

Unlike DNA, which is mainly fixed,

В отличие от ДНК, которая в основном неизменна,

microRNAs can vary depending on internal

микроРНК могут изменяться в зависимости от внешних

and environmental conditions at any given time,

и внутренних условий в любой момент времени,

telling us which genes are actively expressed at that particular moment.

указывая на то, экспрессия каких генов происходит в данный момент.

And that is what makes microRNAs

Именно поэтому микроРНК —

such a promising biomarker for cancer,

многообещающий биомаркер рака,

because as you know,

потому что, как вы знаете,

cancer is a disease of altered gene expression.

рак — это изменение экспрессии генов.

It is the uncontrolled regulation of genes.

Это неконтролируемая регуляция генов.

Another important thing to consider

Важно также учитывать,

is that no two cancers are the same,

что каждый тип рака не похож на остальные,

but at the microRNA level, there are patterns.

но на уровне микроРНК есть некие закономерности.

Several scientific studies have shown

Несколько научных исследований показали,

that abnormal microRNA expression levels

что атипичные уровни присутствия микроРНК

varies and creates a unique, specific pattern

варьируются и создают уникальный набор черт и характеристик

for each type of cancer,

для каждого типа рака

even at the early stages,

даже на ранних стадиях,

reflecting the progression of the disease,

показывая развитие заболевания,

and whether it's responding to medication

его реакцию на медикаментозное лечение

or in remission,

или вхождение в ремиссию.

making microRNAs a perfect,

Это делает микроРНК идеальным,

highly sensitive biomarker.

высокочувствительным биомаркером.

However, the problem with microRNAs

Однако проблема с микроРНК в том,

is that we cannot use existing DNA-based technology

что существующие технологии с применением ДНК

to detect them in a reliable way,

не позволяют выявлять их надёжно,

because they are very short sequences of nucleotides,

потому что микроРНК — очень короткая цепочка нуклеотидов,

much smaller than DNA.

гораздо короче, чем ДНК.

And also, all microRNAs are very similar to each other,

К тому же все микроРНК очень похожи друг на друга,

with just tiny differences.

различия могут быть минимальны.

So imagine trying to differentiate two molecules,

Представьте, как нелегко различить две молекулы,

extremely similar, extremely small.

которые чрезвычайно похожи и чрезвычайно малы.

We believe that we have found a way to do so,

Мы полагаем, что нашли способ это сделать,

and this is the first time that we've shown it in public.

и сегодня мы показываем это впервые.

Let me do a demonstration.

Позвольте мне провести демонстрацию.

Imagine that next time you go to your doctor

Представьте, что во время очередного визита к врачу

and do your next standard blood test,

вы сдаёте кровь на обычный анализ.

a lab technician extracts a total RNA,

Лаборант выделяет тотальную РНК,

which is quite simple today,

что довольно просто сделать в наши дни,

and puts it in a standard 96-well plate like this one.

и помещает её в такой стандартный 96-луночный планшет.

Each well of these plates

В каждую лунку в этом планшете

has specific biochemistry that we assign,

мы помещаем особую биохимическую среду,

that is looking for a specific microRNA,

нацеленную на поиск определённых микроРНК

acting like a trap that closes

и действующую как ловушка,

only when the microRNA is present in the sample,

захлопывающаяся только при наличии микроРНК.

and when it does, it will shine with green color.

Когда это происходит, она испускает зелёное свечение.

To run the reaction,

Чтобы начать реакцию,

you put the plate inside a device like this one,

вы помещаете планшет в такой прибор

and then you can put your smartphone on top of it.

и кладёте сверху ваш смартфон.

If we can have a camera here

Я прошу переместить камеру сюда,

so you can see my screen.

чтобы было видно мой экран.

A smartphone is a connected computer

Смартфон действует как компьютер

and it's also a camera,

и как камера,

good enough for our purpose.

подходящая для наших целей.

The smartphone is taking pictures,

Смартфон делает фотографии,

and when the reaction is over,

и когда реакция завершается,

it will send the pictures

он посылает их

to our online database for processing

в нашу базу данных для обработки

and interpretation.

и интерпретации.

This entire process lasts around 60 minutes,

Весь процесс занимает около часа.

but when the process is over,

После его завершения

wells that shine are matched with the specific microRNAs

светящиеся лунки соотносят с определёнными микроРНК

and analyzed in terms of how much and how fast

и анализируют, насколько интенсивно и быстро

they shine.

они испускали свечение.

And then, when this entire process is over,

Вот что происходит

this is what happens.

после этого.

This chart is showing the specific microRNAs

Этот график показывает специфические микроРНК,

present in this sample

присутствующие в образце,

and how they reacted over time.

и то, как происходила реакция.

Then, if we take this specific pattern of microRNA

Если мы возьмём комбинацию микроРНК

of this person's samples

данного пациента

and compare it with existing scientific documentation

и сравним её с существующей научной документацией

that correlates microRNA patterns

о соответствующих комбинациях микроРНК,

with a specific presence of a disease,

выраженных при определённом заболевании,

this is how pancreatic cancer looks like.

мы увидим, что это рак поджелудочной железы.

This inside is a real sample

Это настоящий анализ,

where we just detected pancreatic cancer.

и мы только что обнаружили рак поджелудочной железы.

(Applause)

(Аплодисменты)

Another important aspect of this approach

Ещё один важный аспект этого подхода —

is the gathering and mining of data in the cloud,

сбор и обработка данных в облаке.

so we can get results in real time

Мы получаем результат в реальном времени

and analyze them with our contextual information.

и анализируем его с помощью контекстуальной информации.

If we want to better understand

Если мы хотим лучше понять

and decode diseases like cancer,

и расшифровать такие болезни, как рак,

we need to stop treating them

мы не должны видеть в них

as acute, isolated episodes,

только острые изолированные случаи —

and consider and measure everything

нужно изучать и измерять всё,

that affects our health on a permanent basis.

что влияет на состояние здоровья на постоянной основе.

This entire platform is a working prototype.

Эта платформа — рабочий прототип.

It uses state-of-the-art molecular biology,

В ней задействованы ультрасовременная молекулярная биология,

a low-cost, 3D-printed device,

недорогое устройство, напечатанное на 3D-принтере,

and data science

и обработка и анализ данных —

to try to tackle one of humanity's toughest challenges.

всё для того, чтобы попытаться решить одну из сложнейших задач человечества.

Since we believe early cancer detection

Поскольку мы считаем, что раннее выявление рака

should really be democratized,

должно быть доступным для всех,

this entire solution costs at least 50 times less

эта разработка стоит по меньшей мере в 50 раз меньше,

than current available methods,

чем современные методы.

and we know that the community can help us

Мы знаем, что общественность может

accelerate this even more,

помочь в ускорении процесса,

so we're making the design of the device

поэтому мы оставили разработку этого устройства

open-source.

в открытом доступе.

(Applause)

(Аплодисменты)

Let me say very clearly

Я подчёркиваю,

that we are at the very early stages,

что мы пока находимся на раннем этапе,

but so far, we have been able

но мы уже смогли

to successfully identify the microRNA pattern

успешно идентифицировать комбинации микроРНК

of pancreatic cancer, lung cancer,

для рака лёгких, поджелудочной железы,

breast cancer and hepatic cancer.

а также рака груди и печени.

And currently, we're doing a clinical trial

В данный момент мы проводим испытания

in collaboration with the German Cancer Research Center

совместно с Немецким исследовательским онкологическим центром

with 200 women for breast cancer.

с участием 200 женщин с раком груди.

(Applause)

(Аплодисменты)

This is the single non-invasive,

Это единственный неинвазивный,

accurate and affordable test

точный и доступный анализ

that has the potential to dramatically change

с потенциалом кардинально изменить

how cancer procedures and diagnostics

процедуру лечения

have been done.

и диагностики рака.

Since we're looking for the microRNA patterns

Поскольку мы работаем с микроРНК

in your blood at any given time,

в вашей крови в любой момент времени,

you don't need to know which cancer you're looking for.

необязательно знать, какой рак мы ищем.

You don't need to have any symptoms.

Совсем необязательно иметь симптомы.

You only need one milliliter of blood

Всё, что требуется, — это 1 мл крови

and a relatively simple array of tools.

и относительно простой набор инструментов.

Today, cancer detection happens mainly

Сейчас рак обнаруживают в основном

when symptoms appear.

когда появляются симптомы,

That is, at stage 3 or 4,

на 3-й или 4-й стадии —

and I believe that is too late.

это слишком поздно.

It is too expensive for our families.

Это слишком дорого обходится нашим семьям.

It is too expensive for humanity.

Это слишком дорого обходится человечеству.

We cannot lose the war against cancer.

Мы не можем проиграть войну с раком.

It not only costs us billions of dollars,

Она не только стоит миллиарды долларов —

but it also costs us the people we love.

она стоит нам жизней любимых людей.

Today, my aunt, she's fighting bravely

Сегодня моя тётя мужественно сражается

and going through this process with a very positive attitude.

и проходит через это испытание с позитивным настроем.

However, I want fights like this

Однако я хочу, чтобы такие сражения

to become very rare.

стали редкостью.

I want to see the day

Я хочу увидеть тот день,

when cancer is treated easily

когда рак станет легко излечить

because it can be routinely diagnosed

благодаря простой диагностике

at the very early stages,

на очень ранних стадиях.

and I'm certain

Я уверен,

that in the very near future,

что в очень скором будущем

because of this

благодаря этому

and other breakthroughs that we are seeing

и другим прорывам,

every day in the life sciences,

ежедневно происходящим в медицине,

the way we see cancer

наш взгляд на рак

will radically change.

радикально изменится.

It will give us the chance of detecting it early,

Это даст нам шанс рано его обнаружить,

understanding it better,

лучше его понять

and finding a cure.

и излечить.

Thank you very much.

Спасибо большое.

(Applause)

(Аплодисменты)