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

Çeviri: Nazan Bergmen Gözden geçirme: Yunus ASIK

In the space that used to house one transistor,

Eskiden bir transistörün kapladığı yere

we can now fit one billion.

artık bir milyar transistörü sığdırabiliyoruz.

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

Bir odanın tamamını kaplayan bir bilgisayar,

now fits in your pocket.

artık cebinize sığıyor.

You might say the future is small.

Geleceğin küçülmekte yattığını söyleyebiliriz.

As an engineer,

Bir mühendis olarak bilgisayarlardaki

I'm inspired by this miniaturization revolution in computers.

minyatürleşme devrimi beni heyecanlandırıyor.

As a physician,

Bir doktor olarak dünyada

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

en çabuk artan hastalık olan

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

kanser nedeniyle ölen insan sayısını azaltmak için

kullanıp kullanamayacağımızı merak ediyorum.

cancer.

Now when I say that,

Bunu söylediğim zaman,

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

insanlar kanseri tedavi etmek için çalıştığımızı zannediyor.

And we are.

Aslında çalışıyoruz.

But it turns out

Ancak erken tespit

that there's an incredible opportunity to save lives

ve kanserin önlenmesi yoluyla olağanüstü bir hayat

through the early detection and prevention of cancer.

kurtarma fırsatı ortaya çıkıyor.

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

Dünya çapında kanser sonucu ölümlerin üçte ikisinden fazlası,

using methods that we already have in hand today.

şu anda sahip olduğumuz yöntemlerle tamamen önlenebilir.

Things like vaccination, timely screening

Bunlar arasında aşı, zamanında tarama ve

and of course, stopping smoking.

tabii ki sigarayı bırakma vardır.

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

Fakat şu anda sahip olduğumuz en iyi araç ve teknolojilerle bile,

some tumors can't be detected

bazı tümörlerin 50 milyon kanser hücresi

until 10 years after they've started growing,

gücünde oluncaya kadar büyümeye başladıkları,

when they are 50 million cancer cells strong.

10 yıl öncesinden tespit edilememektedir.

What if we had better technologies

Henüz oluşmaya başladıkları, çıkarılabilecekleri zamanda

to detect some of these more deadly cancers sooner,

daha ölümcül bu kanserlerin bazılarını daha erken

when they could be removed,

tespit edecek çok daha iyi

when they were just getting started?

teknolojilerimiz olsa ne olurdu?

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

Minyatürleşmenin bizi buraya nasıl götüreceğini anlatayım.

This is a microscope in a typical lab

Bu, bir patologun standart bir laboratuvarda

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

biyopsi veya smear testi gibi doku

like a biopsy or a pap smear.

örneklerine bakacağı bir mikroskoptur.

This $7,000 microscope

7000$ değerindeki bu mikroskopu,

would be used by somebody with years of specialized training

kanser hücrelerini ayırt etmek üzere yıllarca

to spot cancer cells.

ihtisas eğitimi almış birisi kullanacaktır.

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

Bu fotoğraf, Rice Üniversitesi'nden meslektaşım

Rebecca Richards-Kortum.

Rebecca Richards-Kortum'a aittir.

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

Ekibiyle beraber yaptığı şey, bu mikroskobun tamamını

into this $10 part,

minyatürleştirerek 10 dolara sığdırmaları

and it fits on the end of an optical fiber.

ve bir optik fiberin ucuna uydurmalarıdır.

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

Başka bir deyişle, bir hastadan

numune almak ve onu mikroskoba

and sending it to the microscope,

you can bring the microscope to the patient.

göndermek yerine mikroskobu hastaya getirebilirsiniz.

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

Daha sonra inceleme için uzman yerine normal ile kanserli

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

hücreleri karşılaştırması için bilgisayarı eğitebilirsiniz.

Now this is important,

Bu önemli,

because what they found working in rural communities,

çünkü kırsal bölgelerde çalışırken,

is that even when they have a mobile screening van

topluluklara gidip test yapabilen

that can go out into the community and perform exams

ve numune toplayabilen gezici

and collect samples

bir tarama minibüsü olmasına

and send them to the central hospital for analysis,

ve bunları analiz için hastaneye yollamasına rağmen,

that days later,

günler sonra,

women get a call with an abnormal test result

anormal bir test sonucu alan kadınların

and they're asked to come in.

gelmesi istenmiştir.

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

Neredeyse yarısı gelmemiştir, çünkü seyahati karşılayacak paraları yoktur.

With the integrated microscope and computer analysis,

Entegre mikroskop ve bilgisayar analiziyle birlikte

Rebecca and her colleagues have been able to create a van

Rebecca ve meslektaşları, hem teşhis hem de tedavi

that has both a diagnostic setup and a treatment setup.

düzeneğine sahip bir minibüs oluşturdular.

And what that means is that they can do a diagnosis

Böylece aynı yerde teşhis

and perform therapy on the spot,

ve tedavide bulunabilirler,

so no one is lost to follow up.

böylece kimsenin takibi yarım kalmamış olurdu.

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

Bu, minyatürleşmenin hayatları nasıl kurtarabileceğine dair bir örnektir.

Now as engineers,

Şimdi mühendis olarak,

we think of this as straight-up miniaturization.

bunu doğrudan minyatürleşme olarak görüyoruz.

You took a big thing and you made it little.

Büyük bir şeyi alıp küçültüyorsunuz.

But what I told you before about computers

Ancak bilgisayar ile ilgili olarak bahsettiğim,

was that they transformed our lives

onları her yere götürebilecek kadar

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

küçüldüklerinde hayatlarımızı değiştirdiler.

So what is the transformational equivalent like that in medicine?

O zaman bunun tıptaki eşdeğeri nedir?

Well, what if you had a detector

Ya vücudunuzda dolaşabilecek,

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

kendi kendine tümörü bulabilecek

find the tumor all by itself

ve dışarıya sinyal gönderebilecek kadar

and send a signal to the outside world?

küçük bir dedektör olsaydı?

It sounds a little bit like science fiction.

Kulağa bilim kurgu gibi geliyor.

But actually, nanotechnology allows us to do just that.

Aslında nanoteknoloji bunu yapmamıza izin veriyor.

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

Dedektörü oluşturan parçaları, 100 mikron boyutundaki

from the width of a human hair,

saç teli genişliğinden

which is 100 microns,

1.000 kat daha küçük

to a thousand times smaller,

100 nanometre boyutunda

which is 100 nanometers.

küçültmeye imkân sağlıyor.

And that has profound implications.

Bunun oldukça önemli etkileri vardır.

It turns out that materials actually change their properties

Malzemelerin nano ölçeğinde özelliklerini

at the nanoscale.

değiştirdikleri ortaya çıkmaktadır.

You take a common material like gold,

Yaygın bir madde olan altını alıp

and you grind it into dust, into gold nanoparticles,

toz halinde öğütürseniz, altın nano parçaçıkları

and it changes from looking gold to looking red.

altın sarısı renginden kırmızıya dönüşür.

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

Daha egzotik bir malzeme olan büyük siyah bir kristal şeklindeki

forms a big, black crystal --

kadmiyum selenürü alıp

if you make nanocrystals out of this material

bu malzemeden nanokristaller oluşturduğunuzda

and you put it in a liquid,

ve bunları bir sıvının içine koyup

and you shine light on it,

üzerine ışık tuttuğunuzda,

they glow.

parlar.

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

Sadece boyutuna göre mavi, yeşil, sarı,

depending only on their size.

turuncu, kırmızı renginde parlamaktadır.

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

Çok acayip! Böyle bir nesneyi makro dünyada düşünebilir misiniz?

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

Dolabınızdaki tüm kot pantalonlar pamuklu

but they are different colors depending only on their size.

ancak bedene göre farklı renklerde olabilir.

(Laughter)

(Kahkahalar)

So as a physician,

Bir doktor olarak,

what's just as interesting to me

benim için ilgi çekici olan şey,

is that it's not just the color of materials

yalnızca nano boyutta

that changes at the nanoscale;

rengi değişen malzemeler değil,

the way they travel in your body also changes.

vücudunuzda gezindikleri yolun da değişmesidir.

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

Bu da daha iyi bir kanser dedektörü yapmak

to make a better cancer detector.

üzere kullanacağımız gözlem türüdür.

So let me show you what I mean.

Ne demek istediğimi size göstereyim.

This is a blood vessel in the body.

Bu, vücuttaki bir kan damarı.

Surrounding the blood vessel is a tumor.

Damarın çevresinde tümör var.

We're going to inject nanoparticles into the blood vessel

Damara nano parçacıkları enjekte edip

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

kan dolaşımından tümöre nasıl gittiklerini izleyeceğiz.

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

Şu an pek çok tümörün kan damarlarına sızıntı yaptığı anlaşıldı

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

ve nano parçacıklar da kan dolaşımından tümöre sızabilir.

Whether they leak out depends on their size.

Sızıp sızamayacakları boyutlarına bağlıdır.

So in this image,

Bu fotoğrafta,

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

yüz nanometre büyüklüğündeki daha küçük mavi parçacıklar sızıyor,

and the larger, 500-nanometer, red nanoparticles

daha büyük olan 500 nanometrelik kırmızı parçacıklar

are stuck in the bloodstream.

kan dolaşımında takılıp kalıyor.

So that means as an engineer,

Bu da bir mühendis olarak,

depending on how big or small I make a material,

malzemenin ne kadar büyük veya küçük olmasına bağlı olarak

I can change where it goes in your body.

vücudunuzda nereye gideceğini değiştirebileceğim anlamına geliyor.

In my lab, we recently made a cancer nanodetector

Laboratuvarımda vücutta seyahat edebilecek

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

ve tümör arayabilecek küçüklükte bir kanser nanodedekörü yaptık.

We designed it to listen for tumor invasion:

Bunu tümör saldırısını dinlemesi için tasarladık:

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

Tümörün yaymak için ihtiyaç duyduğu kimyasal işaretler orkestrası.

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

Tümörün içinde doğduğu dokudan kopması için

it has to make chemicals called enzymes

doku iskeleleri boyunca çiğneyeceği

to chew through the scaffolding of tissues.

enzim adı verilen kimyasalları çıkartması gerekir.

We designed these nanoparticles to be activated by these enzymes.

Bu nanoparçacıkları bu enzimlerle harekete geçmesi için tasarladık.

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

Bir enzim, bir saatte 1.000 adet kimyasal tepkiyi harekete geçirebilir.

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

Şimdi mühendislikte bire bin oranını,

bir tür büyütme olarak adlandırıyoruz

a form of amplification,

and it makes something ultrasensitive.

ve herhangi bir şeyi aşırı hassas bir hâle getiriyor.

So we've made an ultrasensitive cancer detector.

Böylece son derece hassas bir kanser dedektörü yaptık.

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

Tamam ama harekete geçmiş bu işareti,

benim bir şeyler yapabileceğim dış dünyaya nasıl aktarırım?

where I can act on it?

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

Bunun için nano ölçekteki biyolojinin bir parçasını kullanacağız

and that has to do with the kidney.

ve bunun böbrek ile bir ilgisi var.

The kidney is a filter.

Böbrek bir süzgeçtir.

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

İşi kanı süzmek ve atıkları idrara koymaktır.

It turns out that what the kidney filters

Böbreğin süzdüğü şeylerin de

is also dependent on size.

aynı şekilde boyuta bağlı olduğu ortaya çıktı.

So in this image, what you can see

Dolayısıyla bu fotoğrafta gördüğünüz şey,

is that everything smaller than five nanometers

beş nanometreden küçük olan her şey,

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

kandan, böbrekten idrara doğru gitmekte

and everything else that's bigger is retained.

ve büyük olan her şey kalmaktadır.

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

Tamam, o zaman 100 nanometre boyutunda kanser dedektörü yapsam,

I inject it in the bloodstream,

bunu kan akışına enjekte etsem,

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

böbrekten süzülecek ve idrara gidecek kadar

to release a small signal

küçük bir işareti duyurmak için

that is small enough to be filtered out of the kidney

tümör enzimlerinin harekete geçirdiği

and put into the urine,

tümöre sızabilir.

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

Böylece dışarıdaki dünyada tespit edebileceğim bir işaret var.

OK, but there's one more problem.

Tamam ama bir sorunum daha var.

This is a tiny little signal,

Bu çok küçük bir işaret,

so how do I detect it?

bunu nasıl tespit ederim?

Well, the signal is just a molecule.

İşaret yalnızca bir moleküldür.

They're molecules that we designed as engineers.

Mühendis olarak tasarladığımız moleküldür.

They're completely synthetic, and we can design them

Tamamen sentetiktir ve bunları tercih ettiğimiz araçla

so they are compatible with our tool of choice.

uyumlu olacak şekilde tasarlayabiliriz.

If we want to use a really sensitive, fancy instrument

Kütle spektrometresi adı verilen oldukça hassas, üstün kaliteli

called a mass spectrometer,

bir alet kullanmak istediğimizde,

then we make a molecule with a unique mass.

özgün kütleye sahip bir molekül yaparız.

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

Ya da daha ucuz ve taşınabilir bir şey yapmak isteriz.

Then we make molecules that we can trap on paper,

O zaman hamilelik testi gibi kâğıt üstünde izini sürebileceğimiz

like a pregnancy test.

bir molekül yaparız.

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

Aslında kâğıttan teşhis adı verilen bir alanda,

that are becoming available in a field called paper diagnostics.

erişilebilen bir sürü kâğıt testi vardır.

Alright, where are we going with this?

Peki bununla nereye varmaya çalışıyoruz?

What I'm going to tell you next,

Size anlatacağım şey,

as a lifelong researcher,

hayatım boyunca bir araştırmacı olarak

represents a dream of mine.

bir hayalimi temsil ediyor.

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

Bir vaat olduğunu söyleyemem,

it's a dream.

yalnızca bir hayal.

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

Ama sanırım hepimizin -belki özellikle-

even -- and maybe especially -- cancer researchers.

kanser araştırmacılarının ilerlemeye devam etmesi için hayalleri olmalıdır.

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

Size ekibimle beraber gerçeğe dönüştürmek için

that my team and I will put our hearts and souls

canla başla çalıştığımız teknolojiyle

into making a reality.

ne olmasını umduğumu anlatayım.

OK, here goes.

Hadi bakalım.

I dream that one day,

Bir gün kolonoskopi

instead of going into an expensive screening facility

veya mamografi

to get a colonoscopy,

veya smear testi yaptırmak için

or a mammogram,

pahalı bir tarama tesisine

or a pap smear,

gitmek yerine

that you could get a shot,

iğne olabileceğinizi

wait an hour,

ve bir saat bekleyip

and do a urine test on a paper strip.

bir kâğıt şeridine idrar testini yapabileceğinizi hayal ediyorum.

I imagine that this could even happen

Bunun sürekli elektrik

without the need for steady electricity,

veya odada bir tıbbi çalışana

or a medical professional in the room.

ihtiyaç duymadan bile olabileceğini hayal ediyorum.

Maybe they could be far away

Belki uzakta olabilir

and connected only by the image on a smartphone.

ve yalnızca akıllı telefon ile bağlantı kurabilirsiniz.

Now I know this sounds like a dream,

Şu anda, kulağa bir hayal gibi geldiğini biliyorum

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

ancak laboratuvarda farelerde

where it works better than existing methods

akciğer, kolon ve yumurtalık kanseri teşhisinde

for the detection of lung, colon and ovarian cancer.

mevcut yöntemlerden daha iyi işe yarıyor.

And I hope that what this means

Bunun, bir gün her kesimden,

is that one day we can detect tumors in patients

dünyanın her yerinden hastalarda,

sooner than 10 years after they've started growing,

tümörlerin büyümeye başladıklarını,

in all walks of life,

10 yıldan önce tespit edebileceğimiz

all around the globe,

anlamına gelmesini umuyorum

and that this would lead to earlier treatments,

ve bu da daha erken tedavilere yol açacak

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

ve erken teşhisle şimdi yapabildiğimizden

with early detection.

daha fazla hayatı kurtarabiliriz.

Thank you.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkışlar)