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

Translator: Leslie Gauthier Reviewer: Camille Martínez

Translator: Hoàng Trung Lê Reviewer: Quynh Khanh Tran

You don't know them.

Các bạn không biết chúng.

You don't see them.

Các bạn không thấy chúng.

But they're always around,

Nhưng chúng luôn ở quanh đây,

whispering,

thầm thì,

making secret plans,

lên những kế hoạch bí mật,

building armies with millions of soldiers.

xây dựng quân đội với hàng triệu binh sĩ.

And when they decide to attack,

Và khi chúng quyết định tấn công,

they all attack at the same time.

chúng nhất tề tấn công.

I'm talking about bacteria.

Tôi đang nói về vi khuẩn.

(Laughter)

(Cười)

Who did you think I was talking about?

Các bạn nghĩ tôi đang nói về ai chứ?

Bacteria live in communities just like humans.

Vi khuẩn sống trong những cộng đồng như con người vậy.

They have families,

Chúng có gia đình,

they talk,

chúng nói chuyện

and they plan their activities.

và chúng lên kế hoạch các hoạt động.

And just like humans, they trick, deceive,

Và cũng như con người, chúng mưu mô, lừa gạt

and some might even cheat on each other.

và một số còn gian dối nhau.

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

Nếu tôi nói với bạn rằng ta có thể nghe các cuộc trò chuyện của vi khuẩn

and translate their confidential information into human language?

và giải mã thông tin tuyệt mật của chúng sang tiếng người thì sao?

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

Và nếu tôi nói với bạn rằng dịch các cuộc trò chuyện của vi khuẩn có thể cứu người?

I hold a PhD in nanophysics,

Tôi có bằng Tiến sĩ trong Vật lí nano

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

và tôi đã dùng công nghệ nano để phát triển công cụ dịch thời gian thật

that can spy on bacterial communities

mà có thể do thám các cộng đồng vi khuẩn

and give us recordings of what bacteria are up to.

để chúng ta có thể nghe lén về mưu đồ của tụi vi khuẩn.

Bacteria live everywhere.

Vi khuẩn sống ở mọi nơi.

They're in the soil, on our furniture

Chúng ở trong đất, trên đồ nội thất của chúng ta

and inside our bodies.

và trong cơ thể chúng ta.

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

Thật ra, 90% số tế bào sống trong hội trường này là vi khuẩn.

Some bacteria are good for us;

Một số vi khuẩn tốt cho chúng ta;

they help us digest food or produce antibiotics.

chúng giúp chúng ta tiêu hóa thức ăn hay sản sinh kháng sinh.

And some bacteria are bad for us;

Và một số vi khuẩn rất tệ cho chúng ta;

they cause diseases and death.

chúng gây ra bệnh tật và cái chết.

To coordinate all the functions bacteria have,

Để phối hợp tất cả các các chức năng của vi khuẩn,

they have to be able to organize,

chúng phải có sự tổ chức

and they do that just like us humans --

và chúng làm thế y như con người -

by communicating.

bằng cách giao tiếp.

But instead of using words,

Nhưng thay vì sử dụng ngôn từ,

they use signaling molecules to communicate with each other.

chúng dùng những phân tử tín hiệu để giao tiếp với nhau.

When bacteria are few,

Khi có ít vi khuẩn,

the signaling molecules just flow away,

phân tử tín hiệu chỉ trôi đi,

like the screams of a man alone in the desert.

như tiếng thét của người đàn ông cô độc giữa sa mạc.

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

Nhưng khi có nhiều vi khuẩn, những phân tử tín hiệu tích tụ

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

và tụi vi khuẩn bắt đầu cảm nhận được là chúng không cô độc.

They listen to each other.

Chúng lắng nghe lẫn nhau.

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

Theo cách đó, chúng theo dõi số lượng đồng loại

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

và thời điểm chúng đủ đông để bắt đầu một hành động mới.

And when the signaling molecules have reached a certain threshold,

Và khi những phân tử tín hiệu đạt đến một ngưỡng nhất định,

all the bacteria sense at once that they need to act

tất cả vi khuẩn đều cảm thấy cùng một lúc là chúng cần hành động

with the same action.

một việc chung nhất.

So bacterial conversation consists of an initiative and a reaction,

Vậy là sự giao tiếp của vi khuẩn gồm có sự bắt đầu và phản ứng,

a production of a molecule and the response to it.

sự sản sinh một phân tử và sự đáp lại nó.

In my research, I focused on spying on bacterial communities

Trong nghiên cứu của mình, tôi tập trung do thám cộng đồng vi khuẩn

inside the human body.

ở trong cơ thể con người.

How does it work?

Chúng vận hành thế nào?

We have a sample from a patient.

Chúng tôi có một mẫu bệnh phẩm.

It could be a blood or spit sample.

Có thể là mẫu máu hay nước bọt.

We shoot electrons into the sample,

Chúng tôi bắn electron vào mẫu,

the electrons will interact with any communication molecules present,

những electron sẽ tương tác với những phân tử tín hiệu hiện diện

and this interaction will give us information

và sự tương tác đó sẽ cung cấp thông tin cho ta

on the identity of the bacteria,

về danh tính của vi khuẩn,

the type of communication

loại giao tiếp

and how much the bacteria are talking.

và chúng nói chuyện với nhau nhiều không.

But what is it like when bacteria communicate?

Nhưng vi khuẩn giao tiếp như thế nào?

Before I developed the translation tool,

Trước khi tôi phát triển công cụ dịch,

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

giả định đầu của tôi là vi khuẩn sẽ có một ngôn ngữ sơ khai,

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

như những trẻ sơ sinh chưa phát triển từ vựng và câu từ.

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

Khi chúng cười, tức là chúng vui; khi chúng khóc, tức là chúng buồn.

Simple as that.

Đơn giản thế thôi.

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

Nhưng hóa ra, vi khuẩn không sơ khai như tôi nghĩ.

A molecule is not just a molecule.

Một phân tử không chỉ là một phân tử.

It can mean different things depending on the context,

nó có nhiều nghĩa khác nhau dựa theo ngữ cảnh,

just like the crying of babies can mean different things:

như một đứa bé đang khóc có nhiều ý nghĩa khác nhau:

sometimes the baby is hungry,

nhiều khi là chúng đói,

sometimes it's wet,

đôi khi là chúng bị ướt,

sometimes it's hurt or afraid.

đôi khi chúng đau hay sợ.

Parents know how to decode those cries.

Cha mẹ biết cách giải mã những tiếng khóc.

And to be a real translation tool,

Và để thực sự là một công cụ dịch,

it had to be able to decode the signaling molecules

nó phải có khả năng giải nghĩa những phân tử tín hiệu

and translate them depending on the context.

và dịch chúng tùy theo ngữ cảnh.

And who knows?

Và ai biết được?

Maybe Google Translate will adopt this soon.

Có thể Google dịch sẽ tiếp nhận việc này sớm.

(Laughter)

(Cười)

Let me give you an example.

Tôi sẽ cho các bạn một ví dụ.

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

tôi mang theo một số dữ liệu về vi khuẩn mà có thể hơi khó để hiểu

if you're not trained,

nếu bạn chưa được luyện,

but try to take a look.

nhưng cũng hãy thử xem nhé.

(Laughter)

(Cười)

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

Đây là một gia đình vi khuẩn hạnh phúc đang lây nhiễm trong một bệnh nhân.

Let's call them the Montague family.

Hãy gọi đây là gia đình Montague.

They share resources, they reproduce, and they grow.

Chúng chia sẻ nguồn lực, sinh sản và phát triển.

One day, they get a new neighbor,

Một ngày đẹp trời, chúng có hàng xóm mới,

bacterial family Capulet.

gia đình vi khuẩn Capulet.

(Laughter)

(Cười)

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

Mọi chuyện đều tốt đẹp, miễn là chúng hợp tác với nhau.

But then something unplanned happens.

Nhưng rồi một việc xảy ra ngoài kế hoạch.

Romeo from Montague has a relationship with Juliet from Capulet.

Romeo từ gia đình Montague có một cuộc tình với Juliet từ gia đình Capulet.

(Laughter)

(Cười)

And yes, they share genetic material.

Vâng, và hai người họ chia sẻ vật chất di truyền với nhau.

(Laughter)

(Cười)

Now, this gene transfer can be dangerous to the Montagues

Giờ, sự chuyển gen này có thể nguy hiểm với nhà Montague

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

đang có tham vọng thành gia đình duy nhất trong bệnh nhân mà chúng đang lây nhiễm

and sharing genes contributes

và việc chia sẻ gen sẽ giúp

to the Capulets developing resistance to antibiotics.

nhà Capulet phát triển đề kháng với thuốc kháng sinh.

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

Vậy là nhà Montague bàn nội bộ để loại bỏ gia đình kia

by releasing this molecule.

bằng việc đưa ta phân tử này.

(Laughter)

(Cười)

And with subtitles:

Và với tiêu đề:

[Let us coordinate an attack.]

[Chúng ta hãy cùng tấn công.]

(Laughter)

(Cười)

Let's coordinate an attack.

Chúng ta hãy cùng tấn công.

And then everybody at once responds

Và mọi người đồng loạt hưởng ứng

by releasing a poison that will kill the other family.

bằng cách đưa ra một loại độc tố sẽ giết chết gia đình kia.

[Eliminate!]

[Tiêu diệt!]

(Laughter)

(Cười)

The Capulets respond by calling for a counterattack.

Nhà Capulet đáp trả bằng cách phản công.

[Counterattack!]

[Phản công!]

And they have a battle.

Và họ đánh nhau.

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

Đây là đoạn băng thật về cuộc đọ sức của vi khuẩn với bào quan hình kiếm,

where they try to kill each other

nơi chúng đang cố giết nhau

by literally stabbing and rupturing each other.

bằng cách đâm và chọc thủng nhau theo nghĩa đen.

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

Gia đình nào thắng trận sẽ trở thành gia đình vi khuẩn vượt trội.

So what I can do is to detect bacterial conversations

Vậy điều tôi có thể làm là phát hiện các cuộc nói chuyện của vi khuẩn

that lead to different collective behaviors

sẽ dẫn đến các hành vi tập thể

like the fight you just saw.

như cuộc chiến ta vừa thấy.

And what I did was to spy on bacterial communities

Và điều tôi làm là do thám các cộng đồng vi khuẩn

inside the human body

trong cơ thể

in patients at a hospital.

của bệnh nhân trong bệnh viện.

I followed 62 patients in an experiment,

Tôi theo dõi 62 bệnh nhân trong thí nghiệm

where I tested the patient samples for one particular infection,

tôi xét nghiệm những mẫu bệnh phẩm của một bệnh cụ thể

without knowing the results of the traditional diagnostic test.

mà không biết gì về kết quả của xét nghiệm chẩn đoán bệnh truyền thống,

Now, in bacterial diagnostics,

Giờ, trong chẩn đoán vi khuẩn,

a sample is smeared out on a plate,

một mẫu được đặt lên bản kính

and if the bacteria grow within five days,

và nếu vi khuẩn phát triển trong năm ngày,

the patient is diagnosed as infected.

bệnh nhân được chẩn đoán là có bệnh.

When I finished the study and I compared the tool results

Khi tôi hoàn thành nghiên cứu và so sánh kết quả của công cụ

to the traditional diagnostic test and the validation test,

với xét nghiệm chẩn đoán bệnh truyền thống và xét nghiệm thẩm định,

I was shocked.

tôi đã rất bất ngờ.

It was far more astonishing than I had ever anticipated.

Nó đáng ngạc nhiên hơn nhiều so với những gì tôi đã dự đoán.

Nhưng trước khi kể bạn về điều công cụ phát hiện

But before I tell you what the tool revealed,

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

tôi muốn kể bạn về một bệnh nhân cụ thể mà tôi theo dõi,

a young girl.

một cô gái trẻ.

She had cystic fibrosis,

Cô ấy bị bệnh u xơ nang,

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

một bệnh di truyền khiến phổi cô rất nhạy cảm với sự nhiễm khuẩn.

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

Cô không tham gia thử nghiệm lâm sàng nào.

I followed her because I knew from her medical record

Tôi theo dõi cô ấy vì tôi biết từ bệnh án

that she had never had an infection before.

rằng cô chưa bao giờ bị nhiễm khuẩn.

Once a month, this girl went to the hospital

Mỗi tháng một lần, cô đến bệnh viện

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

để khạc ra một mẫu nước bọt mà cô nhổ trong một cái cốc.

This sample was transferred for bacterial analysis

Mẫu này được chuyển đến phân tích vi khuẩn

at the central laboratory

tại phòng thí nghiệm trung tâm

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

để bác sĩ có thể xử lí nhanh chóng nếu họ phát hiện ra sự nhiễm khuẩn.

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

Và việc đó cũng giúp tôi thử nghiệm thiết bị của mình trên đó.

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

Hai tháng đầu thử nghiệm mẫu, không có gì cả.

But the third month,

Nhưng vào tháng thứ ba,

I discovered some bacterial chatter in her sample.

tôi phát hiện tiếng huyên thiên của vi khuẩn trong mẫu.

The bacteria were coordinating to damage her lung tissue.

Vi khuẩn đang phối hợp để phá hoại mô phổi của cô ấy.

But the traditional diagnostics showed no bacteria at all.

Nhưng chẩn đoán truyền thống không cho thấy bất kì vi khuẩn nào.

I measured again the next month,

Tôi kiểm tra lại lần nữa tháng tiếp theo

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

và tôi thấy các cuộc giao tiếp của vi khuẩn trở nên dữ dội hơn.

Still, the traditional diagnostics showed nothing.

Dù thế, chẩn đoán truyền thống vẫn không cho thấy gì.

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

Nghiên cứu của tôi kết thúc, nhưng nửa năm sau, tôi theo dõi tình trạng cô ấy

to see if the bacteria only I knew about had disappeared

để xem vi khuẩn mà chỉ tôi phát hiện đã biến mất

without medical intervention.

mà không có sự can thiệp y học hay chưa.

They hadn't.

Chúng chưa.

But the girl was now diagnosed with a severe infection

Nhưng giờ cô được chẩn đoán bị nhiễm trùng nghiêm trọng

of deadly bacteria.

từ vi khuẩn gây chết người.

It was the very same bacteria my tool discovered earlier.

Đó chính là loại vi khuẩn công cụ của tôi đã phát hiện lúc trước.

And despite aggressive antibiotic treatment,

Và dù cho điều trị kháng sinh liều cao,

it was impossible to eradicate the infection.

loại bỏ sự nhiễm trùng là bất khả thi.

Doctors deemed that she would not survive her 20s.

Các bác sĩ dự đoán là cô sẽ không sống được đến năm 30 tuổi.

When I measured on this girl's samples,

Khi tôi xét nghiệm mẫu cho cô,

my tool was still in the initial stage.

công cụ của tôi đang trong giai đoạn khởi đầu.

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

Tôi còn không biết là phương pháp của tôi có đúng không,

therefore I had an agreement with the doctors

nên tôi thỏa thuận với các bác sĩ

not to tell them what my tool revealed

không nói họ công cụ tôi phát hiện gì

in order not to compromise their treatment.

để tránh phá hoại việc điều trị.

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

Vậy là khi tôi thấy những kết quả không có tính xác thực,

I didn't dare to tell

tôi không dám tiết lộ

because treating a patient without an actual infection

vì chữa bệnh cho bệnh nhân không có bệnh

also has negative consequences for the patient.

cũng có ảnh hưởng tiêu cực đến bệnh nhân.

But now we know better,

Nhưng giờ chúng tôi biết nhiều hơn

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

và có nhiều chàng trai và cô gái trẻ còn có thể được cứu

because, unfortunately, this scenario happens very often.

vì rất đáng tiếc là trường hợp này xảy ra rất nhiều.

Patients get infected,

Bệnh nhân bị nhiễm bệnh,

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

vi khuẩn không xuất hiện trên xét nghiệm chẩn đoán truyền thống

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

và đột nhiên, bệnh phát triển trong bệnh nhân với triệu chứng nghiêm trọng.

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

Và lúc đó thì mọi chuyện đã quá muộn.

The surprising result of the 62 patients I followed

Kết quả đáng ngạc nhiên từ 62 bệnh nhân tôi theo dõi

was that my device caught bacterial conversations

là thiết bị của tôi phát hiện giao tiếp của vi khuẩn

in more than half of the patient samples

trong nửa số mẫu bệnh phẩm từ bệnh nhân

that were diagnosed as negative by traditional methods.

được chẩn đoán âm tính bởi các phương pháp truyền thống.

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

Nói cách khác, nửa số bệnh nhân về nhà và nghĩ rằng

they were free from infection,

họ không bị nhiễm bệnh,

although they actually carried dangerous bacteria.

dù họ đang mang theo những vi khuẩn nguy hiểm.

Inside these wrongly diagnosed patients,

Trong những bệnh nhân bị chẩn đoán nhầm,

bacteria were coordinating a synchronized attack.

vi khuẩn đang phối hợp cho một cuộc tổng tấn công.

They were whispering to each other.

Chúng đang thầm thì to nhỏ với nhau.

What I call "whispering bacteria"

Cái tôi gọi là "vi khuẩn thì thầm"

are bacteria that traditional methods cannot diagnose.

là vi khuẩn mà các phương pháp truyền thống không thể chẩn đoán.

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

Cho đến giờ, chỉ có công cụ dịch có thể phát hiện những vi khuẩn thầm thì.

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

Tôi tin là khoảng thời gian lúc vi khuẩn còn đang thì thầm

is a window of opportunity for targeted treatment.

là cơ hội cho các liệu pháp điều trị nhắm đích.

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

Nếu cô gái được điều trị trong khoảng thời gian cơ hội kia,

it might have been possible to kill the bacteria

có khả năng sẽ giết được vi khuẩn

in their initial stage,

trong giai đoạn đầu,

before the infection got out of hand.

trước khi sự nhiễm khuẩn vượt ngoài kiểm soát.

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

Điều tôi đã trải qua với cô gái trẻ kia khiến tôi quyết định làm mọi thứ có thể

to push this technology into the hospital.

để đưa công nghệ này vào các bệnh viện.

Together with doctors,

Cùng với các bác sĩ,

I'm already working on implementing this tool in clinics

tôi sẵn sàng ứng dụng công cụ này vào y tế

to diagnose early infections.

để chẩn đoán sớm bệnh nhiễm khuẩn.

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

Dù không biết các bác sĩ điều trị cho bệnh nhân thế nào

during the whispering phase,

trong giai đoạn vi khuẩn thầm thì,

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

công cụ này có thể giúp bác sĩ để tâm đến các bệnh nhân rủi ro.

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

nó có thể giúp bác sĩ biết liệu pháp điều trị thành công hay không

and it could help answer simple questions:

và nó có thể giúp trả lời những câu hỏi đơn giản:

Is the patient infected?

Bệnh nhân có bị nhiễm khuẩn không?

And what are the bacteria up to?

Và tụi vi khuẩn đang trù tính gì?

Bacteria talk,

Tụi vi khuẩn nói chuyện,

they make secret plans,

chúng mưu đồ

and they send confidential information to each other.

và chúng gửi nhau những thông điệp mật.

But not only can we catch them whispering,

Nhưng chúng ta không chỉ có thể phát hiện chúng thầm thì,

we can all learn their secret language

chúng ta còn có thể học mật ngữ của chúng

and become ourselves bacterial whisperers.

và tự trở thành những vi khuẩn thầm thì.

And, as bacteria would say,

Và như vi khuẩn sẽ nói,

"3-oxo-C12-aniline."

"3-oxo-C12-aniline." [Tôi xin hết]

(Laughter)

(Cười)

(Applause)

(Vỗ tay)

Thank you.

Cảm ơn các bạn.