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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Çeviri: Nevaz Mescioğlu Gözden geçirme: Gözde Alpçetin

You don't know them.

Onları bilmiyorsunuz.

You don't see them.

Onları görmüyorsunuz.

But they're always around,

Ama onlar sürekli etrafta,

whispering,

fısıldaşıp

making secret plans,

gizli planlar yaparak

building armies with millions of soldiers.

milyonlarca askerden oluşan ordular kuruyorlar.

And when they decide to attack,

Saldırmaya karar verdiklerinde de

they all attack at the same time.

hep birlikte saldırırlar.

I'm talking about bacteria.

Bakterilerden bahsediyorum.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

Who did you think I was talking about?

Siz kimden bahsettiğimi sandınız?

Bacteria live in communities just like humans.

Bakteriler de tıpkı insanlar gibi topluluklar hâlinde yaşarlar.

They have families,

Aileleri vardır,

they talk,

konuşurlar

and they plan their activities.

ve yapacaklarını planlarlar.

And just like humans, they trick, deceive,

Tıpkı insanlar gibi kandırır, yanıltır

and some might even cheat on each other.

ve hatta bazıları birbirlerini aldatır.

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

Peki, size bakterilerin konuşmalarını dinleyebileceğimizi

and translate their confidential information into human language?

ve gizli bilgilerini dilimize çevirebileceğimizi söylesem?

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

Peki ya bakteri konuşmalarını çevirerek hayatlar kurtarabileceğimizi söylesem?

I hold a PhD in nanophysics,

Doktoramı nanofizik üzerine yaptım

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

ve bakteri topluluklarına sızıp bize ne iş çevirdiklerinin kayıtlarını verecek

that can spy on bacterial communities

gerçek zamanlı bir çeviri aracı geliştirmek için

and give us recordings of what bacteria are up to.

nanoteknolojiyi kullandım.

Bacteria live everywhere.

Bakteriler her yerde yaşar.

They're in the soil, on our furniture

Toprakta, mobilyalarımızın üzerinde

and inside our bodies.

ve bedenlerimizdedirler.

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

Aslında, bu salondaki bütün canlı hücrelerin yüzde 90'ı bakteriyeldir.

Some bacteria are good for us;

Bazı bakteriler bizim için iyidir;

they help us digest food or produce antibiotics.

yiyecekleri sindirmemize ve antibiyotik üretimine yardımcı olurlar.

And some bacteria are bad for us;

Bazı bakteriler de kötüdür;

they cause diseases and death.

hastalıklara ve ölüme neden olurlar.

To coordinate all the functions bacteria have,

Bakterilerin sahip olduğu tüm fonksiyonları düzenlemek için

they have to be able to organize,

organize olabilmeleri gerekir

and they do that just like us humans --

ve bunu tıpkı biz insanlar gibi yaparlar:

by communicating.

İletişim kurarak.

But instead of using words,

Ama kelimeleri kullanmak yerine

they use signaling molecules to communicate with each other.

birbirleriyle iletişim kurmak için sinyal moleküllerini kullanırlar.

When bacteria are few,

Az sayıda bakteri varsa

the signaling molecules just flow away,

sinyal molekülleri, tıpkı çölde yalnız kalmış bir adamın çığlığı gibi

like the screams of a man alone in the desert.

dağılır gider.

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

Ama fazla sayıda bakteri varsa sinyal molekülleri toplanır

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

ve bakteriler yalnız olmadıklarını sezmeye başlar.

They listen to each other.

Birbirlerini dinlerler.

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

Bu şekilde kaç tane olduklarını

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

ve yeni bir eylem gerçekleştirebilecek sayıda olup olmadıklarını takip ederler.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Sinyal molekülleri belirli bir eşik değere ulaştıklarında

all the bacteria sense at once that they need to act

tüm bakteriler aynı anda, aynı şekilde hareket etmeleri gerektiğini algılar.

with the same action.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Bu yüzden bakteriyel iletişim bir etki, bir tepki,

a production of a molecule and the response to it.

bir molekül üretimi ve bunun karşılığından oluşur.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

Araştırmalarımda insan vücudundaki bakteriyel topluluklarını

inside the human body.

gizlice dinlemeye odaklandım.

How does it work?

Peki, bu nasıl işliyor?

We have a sample from a patient.

Bir hastadan örnek alıyoruz.

It could be a blood or spit sample.

Bu, kan veya tükürük numunesi olabilir.

We shoot electrons into the sample,

Numunenin içine elektronlar fırlatıyoruz,

the electrons will interact with any communication molecules present,

elektronlar mevcut iletişim molekülleriyle etkileşir

and this interaction will give us information

ve bu etkileşim bize bakterinin kimliği, gerçekleşen iletişimin türü

on the identity of the bacteria,

the type of communication

ve bakterinin ne kadar konuştuğuyla ilgili bilgi verecektir.

and how much the bacteria are talking.

But what is it like when bacteria communicate?

Peki, bakteri iletişimi nasıl bir şeydir?

Before I developed the translation tool,

Çeviri aracını geliştirmeden önce

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

ilk varsayımım bakterilerin tıpkı kelimeleri ve cümleleri oluşturamayan

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

bebekler gibi ilkel bir dile sahip olacakları üzerineydi.

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

Güldüklerinde, mutlu; ağladıklarında, mutsuz.

Simple as that.

Bu kadar basit.

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

Ancak bakteriler hiç de düşündüğüm gibi ilkel değillerdi.

A molecule is not just a molecule.

Bir molekül yalnızca bir molekül değildir.

It can mean different things depending on the context,

Bağlamda farklı anlamlara gelebilirler.

just like the crying of babies can mean different things:

Tıpkı bebek ağlamasının farklı anlamlara gelmesi gibi.

sometimes the baby is hungry,

Bazen bebek aç olduğu içindir,

sometimes it's wet,

bazense altını ıslattığı

sometimes it's hurt or afraid.

veya canı yandığı veya korktuğu içindir.

Parents know how to decode those cries.

Ebeveynler bu ağlamaları deşifre etmesini bilir.

And to be a real translation tool,

Bu aletin başarılı olması da

it had to be able to decode the signaling molecules

sinyal moleküllerini deşifre edebilmesine

and translate them depending on the context.

ve bağlama dayanarak çevirebilmesine bağlıdır.

And who knows?

Kim bilir?

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Belki Google Çeviri bunu evlat edinmeye karar verir?

(Laughter)

(Gülüşmeler)

Let me give you an example.

Size bir örnek vereyim.

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

Eğer eğitimini almadıysanız biraz karmaşık gelebilecek

if you're not trained,

bir bakteriyel veri getirdim.

but try to take a look.

Ama siz yine de bir göz atın.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

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

İşte hastamıza bulaşmış mutlu bir bakteri ailesinin resmi.

Let's call them the Montague family.

Onlara Montague Ailesi diyelim.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Aynı kaynakları kullanıyorlar, yeniden üretiyorlar ve büyüyorlar.

One day, they get a new neighbor,

Bir gün, yeni bir komşuları oluyor.

bacterial family Capulet.

Bakteri ailesi Capuletler.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

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

Birlikte çalışmaya devam ettikleri sürece her şey yolunda.

But then something unplanned happens.

Fakat ansızın hiç hesapta olmayan bir şey gerçekleşir.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Romeo Montague ve Juliet Capulet çıkmaya başlarlar.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

And yes, they share genetic material.

Pek tabii, genetik materyallerini paylaşırlar.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Şimdi bu gen transferi

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

hastadaki tek topluluk olmak isteyen Montague Ailesi için tehlikeli olabilir

and sharing genes contributes

ve gen paylaşımı Capulet Ailesi'nin

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

antibiyotiklere karşı direnç oluşturmasına neden olabilir.

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

Bu yüzden Montague'ler bu molekülü salgılayarak

by releasing this molecule.

kendi içlerinde konuşmaya başlarlar.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

And with subtitles:

Alt yazıya ihtiyaç olacak.

[Let us coordinate an attack.]

[Hücum planı yapmalıyız.]

(Laughter)

(Gülüşmeler.)

Let's coordinate an attack.

Hücum planı yapmalıyız.

And then everybody at once responds

Ardından buna hep birlikte

by releasing a poison that will kill the other family.

diğer aileyi öldürecek bir zehir salgılayarak cevap sunarlar.

[Eliminate!]

[Yok edin!]

(Laughter)

(Gülüşmeler)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Capulet Ailesi de buna cevap olarak bir karşı saldırı düzenler.

[Counterattack!]

[Hücum!]

And they have a battle.

Ve savaşırlar.

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

Bu gördüğünüz video birbirlerini kılıçvari organelleri ile

where they try to kill each other

kesip biçerek öldürmeye çalışan gerçek bakterilerin savaşını gösteriyor.

by literally stabbing and rupturing each other.

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

Kimin ailesi bu savaşı kazanırsa o baskın bakteri haline gelir.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Yani benim hedefim, bakterileri az önce gördüğünüz savaş gibi

that lead to different collective behaviors

farklı kolektif davranışlara iten bakteriyel iletişimi saptamak.

like the fight you just saw.

And what I did was to spy on bacterial communities

Yaptığım şey de hastanedeki hastaların vücudunda bulunan

inside the human body

bakteriyel toplulukların içine sızmaktı.

in patients at a hospital.

I followed 62 patients in an experiment,

Geleneksel tanısal testin sonuçlarını bilmeden

where I tested the patient samples for one particular infection,

özel olarak bir enfeksiyon adına alınan örnekleri test etmek üzere

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

62 hastayı bir deney süresince izledim.

Now, in bacterial diagnostics,

Bakteri teşhislerinde hastadan alınan örnek bir plakada bekletilir

a sample is smeared out on a plate,

and if the bacteria grow within five days,

ve eğer ki bakteri 5 gün içerisinde çoğalırsa

the patient is diagnosed as infected.

hastanın enfeksiyon kapmış olduğu tanılanır.

When I finished the study and I compared the tool results

Çalışmayı tamamlayıp aletten elde ettiğim sonuçları

to the traditional diagnostic test and the validation test,

geleneksel tanısal testin sonuçları ile karşılaştırdığımda

I was shocked.

şoka uğradım.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Beklediğimden çok daha hayret edilesiydi.

But before I tell you what the tool revealed,

Ama size aletin sonuçlarından bahsetmeden

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

izlediğim hastalarımdan birinden bahsedeceğim:

a young girl.

genç bir kızdan.

She had cystic fibrosis,

Kistik fibrozis adında,

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

ciğerlerinin enfeksiyonlara duyarlı olmasına neden olan bir hastalığı vardı.

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

Bu kız klinik çalışmanın bir parçası değildi.

I followed her because I knew from her medical record

Onu, daha önce bir enfeksiyon yaşamamış olduğunu

that she had never had an infection before.

hasta geçmişinden bildiğim için izledim.

Once a month, this girl went to the hospital

Ayda bir kez, öksürerek bir kaba tükürdüğü

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

balgam örneğini vermek için hastaneye gelirdi.

This sample was transferred for bacterial analysis

Bu örnek de bakteriyel analiz amacıyla

at the central laboratory

bir enfeksiyon bulunması durumunda

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

doktorların erken teşhisi için merkez laboratuvara transfer edilirdi.

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

Bu durum aletimi onun örneklerinde de test etmemi sağladı.

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

Örneklerini ölçümlediğim ilk 2 ay boyunca bir sonuca ulaşamadım.

But the third month,

Ama üçüncü ayda

I discovered some bacterial chatter in her sample.

örneğinde bir çeşit bakteriyel konuşma saptadım.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Bakteriler akciğer dokusuna zarar vermeyi planlıyordu.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Geleneksel tanı yöntemi ise hiçbir bakteri izi göstermiyordu.

I measured again the next month,

Bir sonraki ay yaptığım ölçümlerde ise

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

bakteriyel konuşmaların daha da saldırgan bir hale büründüğünü gördüm.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Yine de, geleneksel tanı yöntemi tertemizdi.

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

Çalışmam sonuçlandı ancak 6 ay sonra sadece benim bildiğim bakteri

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

herhangi bir tıbbi yardım gerçekleşmeden kaybolmuş mu görmek adına

without medical intervention.

son durumunu kontrol ettim.

They hadn't.

Kaybolmamıştı.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

Ancak kıza ölümcül bakterilerin yol açtığı ciddi bir enfeksiyon tanısı koyulmuştu.

of deadly bacteria.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Aletimin daha önceden keşfettiği bakteriydi.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Ağır antibiyotik tedavisine rağmen

it was impossible to eradicate the infection.

enfeksiyondan kurtulmak imkansızdı.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Doktorlar, kızın 20'lerinin sonunu göremeyeceğini söylüyordu.

When I measured on this girl's samples,

Kızın örneklerini ölçümlediğimde

my tool was still in the initial stage.

aletim henüz test aşamasındaydı.

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

Metodumun çalışıp çalışmadığından bile emin değildim

therefore I had an agreement with the doctors

bu yüzden tedavilerini zayıflatmamak için

not to tell them what my tool revealed

aletimin sonuçlarını paylaşmamak adına doktorlarla anlaştım.

in order not to compromise their treatment.

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

Henüz onaylanmamış bu sonuçları gördüğümde

I didn't dare to tell

söylemeye cesaret edemedim

because treating a patient without an actual infection

çünkü enfeksiyonu olmayan bir hastaya tedavi uygulamanın

also has negative consequences for the patient.

hasta için de negatif getirileri vardır.

But now we know better,

Fakat şimdi daha bilinçliyiz

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

ve kurtarabileceğimiz bir sürü genç kız ve erkek var

because, unfortunately, this scenario happens very often.

çünkü ne yazık ki, bu durum oldukça yaygın.

Patients get infected,

Hastalar enfeksiyona yakalanır,

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

bakteri nasılsa geleneksel tanısal testte görünmez

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

ve aniden, enfeksiyon ağır semptomlarla hastada belirir.

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

Zaten o noktada, artık çok geçtir.

The surprising result of the 62 patients I followed

İzlediğim 62 hastadan elde ettiğim şaşırtıcı sonuçta,

was that my device caught bacterial conversations

aletimin geleneksel tanı metodunun

in more than half of the patient samples

negatif olarak tanı koyduğu hastaların

that were diagnosed as negative by traditional methods.

yarısından fazlasında bakteriyel konuşmalar saptamasıydı.

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

Bir başka deyişle, hastaların yarısından fazlası

they were free from infection,

tehlikeli bakteriler taşırken

although they actually carried dangerous bacteria.

evlerinde enfeksiyon sahibi olmadıklarını düşünüyordu.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Bu yanlış teşhis koyulmuş hastaların içinde ise

bacteria were coordinating a synchronized attack.

bakteriler senkronize bir saldırı düzenliyordu.

They were whispering to each other.

Kendi aralarında fısıldaşıyorlardı.

What I call "whispering bacteria"

"Fısıldayan bakteriler" dediklerim,

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

geleneksel metodun teşhis edemedikleri.

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

Şimdiye kadar fısıldaşanları yakalamayı başaran şey ise yalnızca bu çeviri aleti.

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

Bakterileri tam bu fısıldaşma aşamasında belirlemenin,

is a window of opportunity for targeted treatment.

hedeflenen tedavi için bir fırsat olduğuna inanıyorum.

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

Eğer o kız bu fırsat ile tedavi edilseydi

it might have been possible to kill the bacteria

bakteri henüz başlangıç aşamasındayken ve enfeksiyon ilerlemeden

in their initial stage,

before the infection got out of hand.

ondan kurtulmak mümkün olabilirdi.

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

Genç kızla yaşadıklarım sayesinde hastanenin teknolojiyi kabul etmeleri için

to push this technology into the hospital.

elimden geleni yapmaya karar verdim.

Together with doctors,

Doktorlarla birlikte

I'm already working on implementing this tool in clinics

enfeksiyonların erken teşhisi adına

kliniklerde bu aletin uygulanması için çalışıyorum.

to diagnose early infections.

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

Doktorların fısıldama evresinde hastalarını nasıl tedavi edecekleri

during the whispering phase,

henüz tam bilinmemekle beraber,

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

bu alet tehlikedeki hastaları ile daha yakından ilgilenmelerine yardım edecektir.

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

Tedavinin faydalı olup olmadığı ve basit soruların cevaplanması

and it could help answer simple questions:

konusunda yardımcı olabilir:

Is the patient infected?

Hasta enfeksiyon kapmış mı?

And what are the bacteria up to?

Bakterilerin amacı ne?

Bacteria talk,

Bakteriler konuşur,

they make secret plans,

gizli planlar yaparlar

and they send confidential information to each other.

ve aralarında gizli bilgiler paylaşırlar.

But not only can we catch them whispering,

Onları fısıldaşırken yakalamanın dışında,

we can all learn their secret language

gizli dillerini öğrenebilir

and become ourselves bacterial whisperers.

ve kendi bakterilerimize fısıldar hale gelebiliriz.

And, as bacteria would say,

Bir bakterinin de diyeceği gibi:

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oksi-C12-anilin"

(Laughter)

(Gülüşmeler)

(Applause)

(Alkışlar)

Thank you.

Teşekkür ederim.