TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
ג'ושוע סמית': ננוטכנולוגיה חדשה כדי לגלות סרטן מוקדם
Filmed:
Readability: 6.3
1,060,909 views
מה אם לכל בית היתה מערכת גילוי מוקדמת לסרטן? החוקרים ג'ושוע סמית' מפתח ננוביוטכנולוגיה "אזעקת סרטן" שסורקת סימנים למחלה בצורה של סמנים ביולוגיים מיוחדים שנקראים אקסוסומים. בהרצאה זו עם חשיבה קדימה, הוא חולק את החלום שלו לאיך לעשות מהפכה בזיהוי סרטן, ולבסוף להציל חיים.
Joshua Smith - Cancer fighter
Motivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis. Full bio
Motivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
"You have cancer."
0
4240
2600
"יש לך סרטן."
00:20
Sadly, about 40 percent of us will hear
those three words within our lifetime,
those three words within our lifetime,
1
8680
4440
למרבה הצער, בערך 40 אחוז מאיתנו
ישמעו את שלוש המילים האלו במהלך חיינו,
ישמעו את שלוש המילים האלו במהלך חיינו,
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
וחצי לא ישרדו.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
זה אומר ששניים מתוך חמישה
מהחברים הקרובים או קרובי המשפחה
מהחברים הקרובים או קרובי המשפחה
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
יאובחנו עם סוג כלשהו עם סרטן,
00:35
and one will die.
5
23320
1480
ואחד ימות.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
מעבר לקשיים פיזיים,
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
בערך שליש משורדי הסרטן פה בארצות הברית
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
יכנסו לחוב בגלל הטיפול.
00:45
And they're at least two and a half times
more likely to declare bankruptcy
more likely to declare bankruptcy
9
33720
3736
והם בסיכון כפול לפחות להכריז פשיטת רגל
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
מאלה ללא סרטן.
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
המחלה הזו נפוצה.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
היא מרוקנת רגשית
00:55
and, for many,
13
43680
1216
ולהרבה,
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
הרסנית כלכלית.
00:59
But a cancer diagnosis
doesn't have to be a death sentence.
doesn't have to be a death sentence.
15
47880
3560
אבל אבחנת סרטן לא חייבת
להיות גזר דין מוות.
להיות גזר דין מוות.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
למצוא את הסרטן מוקדם,
01:05
closer its genesis,
17
53800
1216
קרוב יותר להווצרות שלו,
01:07
is one of the critical factors
to improving treatment options,
to improving treatment options,
18
55040
3616
הוא אחד הגורמים הקריטיים
לשפר את אפשרויות הטיפול,
לשפר את אפשרויות הטיפול,
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
להפחית את ההשפעה הרגשית
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
ולהקטין את העומס הכלכלי.
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
והכי חשוב,
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
למצוא את הסרטן מוקדם --
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
שהיא אחת המטרות העיקריות של המחקר שלי --
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
מגדילה משמעותית את סיכויי ההשרדות שלכם.
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
אם אנחנו רק מביטים
במקרה של סרטן שד לדוגמה,
במקרה של סרטן שד לדוגמה,
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
אנחנו מוצאים שלאלה שמאובחנים
ומטופלים בשלב הראשון
ומטופלים בשלב הראשון
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
יש סיכויי השרדות לחמש שנים
של כמעט 100 אחוז --
של כמעט 100 אחוז --
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
הסיכויים פוחתים לרק 22 אחוז
אם הם מטופלים בשלב ארבע.
אם הם מטופלים בשלב ארבע.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
וטרנדים דומים מתגלים
לסרטן המעי הגס וסרטן השחלות.
לסרטן המעי הגס וסרטן השחלות.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
עכשיו, כולנו מודעים לכך
שגילוי מוקדם מדוייק
שגילוי מוקדם מדוייק
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
הוא קריטי להשרדות.
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
הבעיה היא שהרבה
כלי אבחון סרטן הם חודרניים,
כלי אבחון סרטן הם חודרניים,
01:59
costly,
33
107440
1216
יקרים,
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
והרבה פעמים לא מדוייקים
02:01
and they can take an agonizing
amount of time to get the results back.
amount of time to get the results back.
35
109920
3640
והם יכולים לקחת כמות מייסרת
של זמן כדי לקבל תוצאות חזרה.
של זמן כדי לקבל תוצאות חזרה.
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
וגרוע מזה, כשזה מגיע לכמה סוגים של סרטן,
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
כמו שחלות כבד או לבלב,
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
שיטות סקירה טובות פשוט לא קיימות,
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
מה שאומר שהרבה פעמים אנשים מחכים
עד שהסימפטומים הפיזיים יופיעו,
עד שהסימפטומים הפיזיים יופיעו,
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
שהם בעצמם כבר סימנים
להתקדמות של שלב מאוחר.
להתקדמות של שלב מאוחר.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
כמו פגיעת טורנדו באזור
בלי מערכת התרעה מוקדמת,
בלי מערכת התרעה מוקדמת,
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
אין אזעקה שתתריע,
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
מאחר והסכנה כבר על סף דלתכם
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
כשסיכויי ההשרדות שלכם מופחתים מאוד.
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
כשיש את הנוחות והנגישות
של אופציות סקירה רגילות
של אופציות סקירה רגילות
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
שהן נגישות כלכלית, לא פולשניות ויכולות
לספק תוצאות מוקדם הרבה יותר,
לספק תוצאות מוקדם הרבה יותר,
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
זה יספק לנו נשק משמעותי במלחמה בסרטן.
02:54
An early warning would allow us
to get out ahead of the disease
to get out ahead of the disease
48
162760
3056
התרעה מוקדמת תאפשר לנו להיות לפני המחלה
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
במקום לעקוב אחרי העליה הנחושה שלה.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
וזה בדיוק מה שעשינו.
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
במשך שלוש השנים האחרונות,
פיתחתי טכנולוגיות
פיתחתי טכנולוגיות
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
שיכולות לעזור לקלינאים בסופו של דבר
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
עם אבחון סרטן מוקדם ומהיר.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
ותודלקתי על ידי סקרנות מדעית עמוקה,
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
ותשוקה לשנות את הסטטיסטיקות האלו.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
בשנה שעברה עם זאת,
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
המלחמה הפכה להרבה יותר אישית
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
כשאישתי אובחנה עם סרטן שד.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
זו הייתה חוויה שהוסיפה
מימד רגשי חזק ולא צפוי
מימד רגשי חזק ולא צפוי
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
למאמצים האלה.
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
אני יודע ממקור ראשון
כמה משנה חיים טיפול יכול להיות,
כמה משנה חיים טיפול יכול להיות,
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
ואני לגמרי מודע לבלאגן הרגשי
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
שסרטן יכול להפיל על משפחה,
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
שבמקרה שלנו כללה את שתי בנותינו הצעירות.
03:48
Because we found it early
during a routine mammogram,
during a routine mammogram,
65
216400
3136
בגלל שגילינו אותו מוקדם
במהלך ממוגרמה שגרתית,
במהלך ממוגרמה שגרתית,
03:51
we were able to focus
primarily on treatment options
primarily on treatment options
66
219560
3696
היינו מסוגלים להתמקד
בעיקר על אופציות טיפול
בעיקר על אופציות טיפול
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
לגידול המקומי,
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
מה שחיזק אצלי כמה חשוב הגילוי המוקדם.
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
בניגוד לסוגים אחרים של סרטן,
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
ממוגרמות מציעות אפשרות סקירה
בשלב מוקדם לסרטן שד.
בשלב מוקדם לסרטן שד.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
ועדיין, לא כולן עושות את זה,
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
או שהן עלולות לפתח סרטן שד
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
לפני ההמלצה לממוגרמה בגיל המעבר.
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
אז, יש עדיין הרבה מקום לשיפור,
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
אפילו לסרטן שיש לנו אפשרויות סקירה בשבילם,
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
וכמובן, תועלות משמעותיות לאלה שלא.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
אתגר עיקרי לחוקרי סרטן
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
הוא לפתח שיטות
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
שגורמות לסקירה רגילה להרבה סוגים של סרטן
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
להיות הרבה יותר נגישה.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
דמיינו מצב בו במהלך הבדיקה השגרתית שלכם,
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
הרופא שלכם לוקח דגימת שתן פשוטה
ולא פולשנית,
ולא פולשנית,
04:42
or other liquid biopsy,
83
270800
1240
או ביופסיית נוזלים אחרת,
04:44
and present you with the results
before you even leave the doctor's office.
before you even leave the doctor's office.
84
272720
3524
ולהציג לכם תוצאות
לפני שאתם אפילו עוזבים את משרד הרופא.
לפני שאתם אפילו עוזבים את משרד הרופא.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
כזו טכנולוגיה תוכל להפחית דרמטית
את מספר האנשים
את מספר האנשים
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
שחומקים דרך הרשת של אבחון סרטן בשלב מוקדם.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
צוות המחקר שלי של מהנדסים וביו-כימאים
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
עובד על האתגר הזה בדיוק.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
אנחנו עובדים על דרכים להפעיל בתכיפות
אזעקת סרטן בשלב מוקדם
אזעקת סרטן בשלב מוקדם
05:07
by enabling regular screenings
that would start when a person is healthy
that would start when a person is healthy
90
295480
4336
על ידי סקירות רגילות שיתחילו כשאדם בריא
05:11
so that action could be taken
to stop cancer the moment it emerges,
to stop cancer the moment it emerges,
91
299840
4296
כך שאפשר יהיה לפעול
בשביל לעצור את הסרטן ברגע שהוא מופיע,
בשביל לעצור את הסרטן ברגע שהוא מופיע,
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
ולפני שהוא יוכל להתחיל
להתפשט מעבר לינקותו.
להתפשט מעבר לינקותו.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
כדור הכסף במקרה הזה הוא שלפוחית זעירה,
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
תאי מילוט זעירים שמושלים באופן שוטף
על ידי תאים שנקראים אקסוזומים.
על ידי תאים שנקראים אקסוזומים.
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
אקסוזומים הם סמנים ביולוגיים חשובים
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
שמספקים מערכת התרעה מוקדמת
להתפתחות של הסרטן.
להתפתחות של הסרטן.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
ובגלל שהם נמצאים בכמות
כמעט בכל נוזל גופני,
כמעט בכל נוזל גופני,
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
כולל דם, שתן ורוק,
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
הם מאוד מושכים לביופסיות נוזליות
לא חודרניות.
לא חודרניות.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
יש רק בעיה אחת.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
מערכת אוטומטית למיון מהיר
של הסמנים הביולוגיים החשובים האלה
של הסמנים הביולוגיים החשובים האלה
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
לא זמינה כרגע.
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
יצרנו טכנולוגיה שאנחנו קוראים לה נאנו-DLD
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
שמסוגלת בדיוק לזה:
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
בידוד אקסוזומים אוטומטי
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
כדי לסייע באבחון מהיר של סרטן.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
אקסוזומים הם הנשק לזיהוי מוקדם
הכי חדש, אם תרצו,
הכי חדש, אם תרצו,
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
שהופיע בחזית הביופסיה הנוזלית.
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
והם באמת באמת קטנים.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
קוטרם בין 30 ל 150 ננומטר.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
זה כל כך קטן
06:21
that you could fit about a million
of them into a single red blood cell.
of them into a single red blood cell.
112
369600
3640
שתוכלו למקם בערך מליון מהם על תא דם בודד.
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
זה בערך ההבדל בין כדור גולף
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
וגרגיר זעיר של חול.
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
פעם הם נחשבו לפחי אשפה זעירים
לפסולת תאית לא רצויה,
לפסולת תאית לא רצויה,
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
התגלה שתאים למעשה מתקשרים
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
על ידי ייצור וספיגה של האקסוזומים האלה
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
שמכילים קולטנים על פני השטח,
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
חלבונים וחומר גנטי אחר
שנאסף מתא המקור שלהם.
שנאסף מתא המקור שלהם.
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
כשהם נספגים על ידי תאים שכנים,
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
אקסוזומים משחררים את התוכן שלהם
לתוך התא המקבל,
לתוך התא המקבל,
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
ויכולים להתחיל שינוי משמעותי
בהבעת הגנים --
בהבעת הגנים --
06:58
some good,
123
406280
1216
כמה טובים,
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
ופה הסרטן נכנס לתמונה,
07:01
some bad.
125
409280
1576
כמה רעים.
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
בגלל שהם עטופים באותו חומר של תא האם,
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
ומכילים דוגמית של הסביבה שלו,
07:08
they provide a genetic snapshot
of that cell's health and its origin.
of that cell's health and its origin.
128
416640
5080
הם מספקים תמונה גנטית
של בריאות התא ההוא והמקור שלו.
של בריאות התא ההוא והמקור שלו.
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
כל האיכויות האלו הופכות
את האקסוזומים לשליחים רבי תועלת
את האקסוזומים לשליחים רבי תועלת
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
שפוטנציאלית מאפשרים לרופאים
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
לצוטט לבריאות שלכם ברמה התאית.
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
כדי לתפוס את הסרטן מוקדם עם זאת,
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
אתם צריכים לבחון בתכיפות את ההודעות האלו
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
כדי לקבוע אם גורמי הבעיות
שגורמים לסרטן בתוך הגוף שלכם
שגורמים לסרטן בתוך הגוף שלכם
07:32
decide to start staging a coup,
135
440240
1816
מחליטים להתחיל מרד,
07:34
which is why regular
screening is so critical
screening is so critical
136
442080
3016
לכן סקירות תקופתיות כל כך קריטיות
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
ולמה אנחנו מפתחים טכנולוגיות
כדי לעשות את זה אפשרי.
כדי לעשות את זה אפשרי.
07:41
While the first exosome-based diagnostics
emerged on the market just this year,
emerged on the market just this year,
138
449120
5656
בעוד האבחון הראשון מבוסס האקסוזומים
הופיע בשוק רק השנה,
הופיע בשוק רק השנה,
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
הם עדיין לא חלק מאופציות
מערכת הבריאות הרגילה.
מערכת הבריאות הרגילה.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
בנוסף להופעתם לאחרונה,
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
גורם נוסף שמגביל את האימוץ הנרחב שלהם
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
זה שכרגע, לא קיימת מערכת בידוד
אקסוזומית ממוכנת
אקסוזומית ממוכנת
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
לעשות בדיקות תקופתיות נגישות כלכלית.
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
סטנדרט הזהב כרגע לבידוד אקסוזומים
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
כולל סירכוז עוצמתי להפרדת חומרים,
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
תהליך שדורש ציוד מעבדה יקר,
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
טכנאי מעבדה מיומן
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
ובערך 30 שעות לעבד דגימה.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
פיתחנו גישה שונה להשיג
בידוד אקסוזומי ממוכן
בידוד אקסוזומי ממוכן
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
מדוגמית כמו שתן.
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
אנחנו משתמשים בהפרדה
בטכניקת זרימה קבועה מבוססת צ'יפ
בטכניקת זרימה קבועה מבוססת צ'יפ
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
שנקראת העתקה לטרלית דיטרמניסטית.
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
ועשינו עם זה
08:34
what the semiconductor industry has done
so successfully for the past 50 years.
so successfully for the past 50 years.
154
502240
4456
מה שתעשיית המוליכים למחצה
עשתה כל כך בהצלחה ב 50 השנה האחרונות.
עשתה כל כך בהצלחה ב 50 השנה האחרונות.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
כיווצנו את המימדים של הטכנולוגיה
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
מהרמה המיקרונית לקנה מידה ננומטרי אמיתי.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
אז איך זה עובד?
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
בקיצור,
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
סט של עמודים זעירים מופרד
על ידי רווחים נאנוסקופיים
על ידי רווחים נאנוסקופיים
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
שמאורגנים בדרך כזו
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
שהמערכת מחלקת את הנוזל לזרמים,
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
עם החלקיקים הקשורים לסרטן הגדולים שמופרדים
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
דרך תהליך של הפניה מהבריאים הקטנים יותר,
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
שבניגוד
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
נעים סביב העמודים בתנועה דמויית זיג זאג
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
בכיוון של זרימת הנוזל.
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
התוצאה הסופית היא הפרדה מוחלטת
של שתי אוכלוסייות החלקיקים האלה.
של שתי אוכלוסייות החלקיקים האלה.
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
אתם יכולים לדמיין את תהליך ההפרדה הזה
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
בדומה לתנועה על כביש מהיר
שנפרד לשני כבישים,
שנפרד לשני כבישים,
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
כשכביש אחד נכנס למנהרה נמוכה תחת הר,
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
והכביש האחר הולך סביבו.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
פה, מכוניות קטנות יותר יכולות לעבור במנהרה
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
בעוד משאיות גדולות יותר שנושאות
חומרים שיכולים להיות מסוכנים,
חומרים שיכולים להיות מסוכנים,
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
מוכרחות לקחת את המעקף.
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
התנועה מופרדת למעשה על פי גודל ותוכן
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
בלי להפריע לזרימה.
09:43
And this is exactly how our system works
on a much, much smaller scale.
on a much, much smaller scale.
177
571760
4280
וזה בדיוק איך שהמערכת שלנו עובדת
בקנה מידה הרבה הרבה יותר קטן.
בקנה מידה הרבה הרבה יותר קטן.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
הרעיון פה הוא שתהליך ההפרדה לסינון
09:53
could be as simple as processing
a sample of urine, blood or saliva,
a sample of urine, blood or saliva,
179
581480
4056
יכול להיות פשוט
כמו עיבוד דגימת שתן, דם או רוק,
כמו עיבוד דגימת שתן, דם או רוק,
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
שזו אפשרות קרובה בשנים הקרובות.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
בסופו של דבר, זה יוכל להיות בשימוש
כדי לבודד ולזהות אקסוזומי מטרה
כדי לבודד ולזהות אקסוזומי מטרה
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
שמקושרים לסוג מסויים של סרטן,
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
חשים ומדווחים על הנוכחות שלהם תוך דקות.
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
זה יעשה אבחון מהיר ללא כאבים.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
במובן הרחב,
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
היכולת להפריד ולהעשיר סמנים ביולוגיים
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
עם דיוק בקנה מידה ננומטרי בדרך ממוכנת,
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
פותחת את הדלת להבנה טובה יותר
של מחלות כמו סרטן,
של מחלות כמו סרטן,
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
עם יישומים שנעים מהכנת דוגמיות לאבחון,
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
וניטור עמידות לתרופות לתרפיה.
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
אפילו לפני המאבק של אשתי עם סרטן,
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
זה היה חלום שלי לאפשר
את המיכון של התהליך הזה --
את המיכון של התהליך הזה --
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
לעשות סקירות שוטפות ליותר נגישות,
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
בדומה לדרך שהנרי פורד
עשה את המכוניות לנגישות
עשה את המכוניות לנגישות
10:47
to the general population
195
635720
1576
לציבור הכללי
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
דרך פיתוח קו הייצור.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
אוטומציה היא המפתח לנגישות.
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
וברוח החלום של הובר,
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
"תרנגולת בכל סיר ומכונית בכל חניה,"
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
אנחנו מפתחים טכנולוגיה
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
שתוכל לבסוף להביא
מערכת התרעה מוקדמת לזיהוי סרטן
מערכת התרעה מוקדמת לזיהוי סרטן
11:06
in every home.
202
654360
1200
לכל בית.
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
זה יאפשר לכל איש, אישה וילד
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
את ההזדמנות להיבדק
באופן שוטף בעודם בריאים,
באופן שוטף בעודם בריאים,
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
לתפוס את הסרטן כשהוא רק מופיע.
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
זו התקווה והחלום שלי
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
לעזור לאנשים מסביב לעולם
להמנע מהעלויות הגבוהות --
להמנע מהעלויות הגבוהות --
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
פיזיות, כלכליות ורגשיות --
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
שחולי סרטן עומדים בפניהן היום,
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
קשיים שמוכרים לי היטב.
11:31
I'm also happy to report that because
we caught my wife's cancer early,
we caught my wife's cancer early,
211
679400
4376
אני גם שמח לדווח שבגלל
שגילינו את הסרטן של אשתי מוקדם,
שגילינו את הסרטן של אשתי מוקדם,
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
הטיפול שלה היה מוצלח,
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
והיא עכשיו, למזלנו, נטולת סרטן.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(מחיאות כפיים)
11:48
It is an outcome that I would like to see
for everyone with a cancer diagnosis.
for everyone with a cancer diagnosis.
215
696160
4400
זו תוצאה שהייתי רוצה לראות
לכל מי שמאובחן בסרטן.
לכל מי שמאובחן בסרטן.
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
עם העבודה שהצוות שלי כבר עשה
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
להפרדת סמנים ביולוגיים בגודל ננומטרי
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
לאבחון מהיר ומוקדם של סרטן,
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
אני אופטימי שבמהלך העשור הבא,
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
סוג זה של טכנולוגיה תהיה זמינה,
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
ותעזור להגן על חברינו,
המשפחה שלנו והדורות הבאים.
המשפחה שלנו והדורות הבאים.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
אפילו אם לא יהיה לנו מזל ונאובחן עם סרטן,
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
שאזעקה בשלב המוקדם הזה
תספק מגדלור חזק לתקווה.
תספק מגדלור חזק לתקווה.
12:18
Thank you.
224
726280
1216
תודה לכם.
12:19
(Applause)
225
727520
5789
(מחיאות כפיים)
ABOUT THE SPEAKER
Joshua Smith - Cancer fighterMotivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis.
Why you should listen
As a research scientist and technical team lead for IBM's Nanobiotechnology Program, Dr. Joshua Smith researches innovative healthcare technologies at the intersection of engineering and biology to better understand disease progression.
Smith's team recently developed a chip-based solution that can rapidly isolate biomarkers as small as 20 nanometers to help identify cancer development even before symptoms occur. He is a sought-after speaker on the subject of lab-on-a-chip applications for healthcare and his work has been highlighted by Forbes, CNN Money, IEEE Spectrum and Pharma Technology Focus, among other media outlets. As a Research Staff Member and IBM Master Inventor, Smith has co-authored more than a dozen peer-reviewed scientific publications and is a co-inventor of more than 30 issued patents.
Currently, Smith is focusing on the development of a suite of core capabilities to manipulate, separate and detect individual macromolecules, providing a technological backbone for automation in sample preparation, diagnostics and therapeutics. When not with his colleagues in the lab, Smith enjoys teaching tomorrow's researchers and engineers at Columbia University.
Joshua Smith | Speaker | TED.com