TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
Joshua Smith: Una nuova nanotecnologia per diagnosticare tempestivamente il cancro
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E se tutti avessero a casa propria uno strumento per diagnosticare tempestivamente il cancro? Il ricercatore Joshua Smith sta sviluppando una nanobiotecnologia che cerca tracce della malattia in degli speciali biomarcatori chiamati esosomi. In questa geniale discussione condivide con noi il suo sogno su come si potrebbe rivoluzionare la diagnostica in ambito oncologico e salvare vite umane.
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
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00:16
"You have cancer."
0
4240
2600
"Lei ha un cancro."
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
Purtroppo circa il 40 per cento di noi
se lo sentirà dire una volta nella vita,
se lo sentirà dire una volta nella vita,
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
e la metà non sopravviverà.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
Ciò significa che a due su cinque dei vostri
amici più cari o parenti
amici più cari o parenti
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
verrà diagnosticata una qualche
forma di tumore,
forma di tumore,
00:35
and one will die.
5
23320
1480
e uno ne morirà.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
Oltre ad avere disagi fisici,
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
quasi un terzo di chi sopravvive
al cancro negli Stati Uniti
al cancro negli Stati Uniti
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
si indebiterà per pagare le cure.
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
Queste persone hanno più del doppio
delle probabilità di andare in bancarotta
delle probabilità di andare in bancarotta
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
di chi non ha il cancro
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
Questa malattia è pervasiva.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
Ti prosciuga emotivamente
00:55
and, for many,
13
43680
1216
e, per molti,
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
anche finanziariamente.
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
Ma una diagnosi di tumore non significa
sempre una sentenza di morte.
sempre una sentenza di morte.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
Diagnosticarlo tempestivamente,
01:05
closer its genesis,
17
53800
1216
agli esordi,
01:07
is one of the critical factors
to improving treatment options,
to improving treatment options,
18
55040
3616
è essenziale per migliorare le possibilità
di trattamento
di trattamento
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
riducendo l'impatto emotivo
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
e quello monetario.
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
Ma soprattutto
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
Prevenire il cancro -
- uno degli scopi primari
della mia ricerca-
della mia ricerca-
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
aumenta le probabilità
di sopravvivere
di sopravvivere
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
Prendiamo l'esempio del cancro al seno:
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
se viene diagnosticato e trattato
allo stadio 1
allo stadio 1
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
c'è una probabilità di sopravvivenza
a cinque anni vicina al 100 per cento -
a cinque anni vicina al 100 per cento -
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
la percentuale scende al 22 per cento
se viene trattato allo stadio 4.
se viene trattato allo stadio 4.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
Andamenti simili si riscontrano anche
nel cancro del colon-retto e ovarico.
nel cancro del colon-retto e ovarico.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
Ecco, sappiamo tutti che un'accurata
diagnosi precoce
diagnosi precoce
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
è fondamentale per sopravvivere.
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
Il problema è che molti metodi
diagnostici sono invasivi,
diagnostici sono invasivi,
01:59
costly,
33
107440
1216
costosi,
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
spesso imprecisi,
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
e ci può volere moltissimo tempo
prima di ottenere dei risultati.
prima di ottenere dei risultati.
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
O ancora peggio, per certe forme
di tumore,
di tumore,
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
come quello alle ovaie, al fegato
o al pancreas,
o al pancreas,
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
non esistono nemmeno dei metodi
di screening affidabili,
di screening affidabili,
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
il che significa che spesso bisogna
attendere l'insorgenza dei sintomi,
attendere l'insorgenza dei sintomi,
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
che indicano però che il cancro è
già in fase avanzata.
già in fase avanzata.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
Come un tornado che colpisce una zona
senza un sistema di allerta,
senza un sistema di allerta,
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
nemmeno in questi casi c'è un allarme,
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
perché il pericolo è già alle porte
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
quando le aspettative di vita
si sono ridotte enormemente.
si sono ridotte enormemente.
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
Avere a disposizione
degli screening periodici
degli screening periodici
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
non troppo cari, non invasivi e più rapidi
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
significherebbe essere in possesso
di una potente arma
per combattere il cancro.
per combattere il cancro.
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
Un avviso precoce ci permetterebbe
di anticipare la malattia
di anticipare la malattia
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
invece di seguirla solo
nel suo sviluppo inesorabile.
nel suo sviluppo inesorabile.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
Questo è esattamente ciò che sto facendo.
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
Negli ultimi tre anni ho sviluppato
delle tecnologie
delle tecnologie
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
che possono essere d'aiuto ai medici
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
nel diagnosticare il cancro
rapidamente al suo esordio.
rapidamente al suo esordio.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
Sono stato spinto
dalla mia profonda curiosità per la scienza
dalla mia profonda curiosità per la scienza
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
e dalla volontà di cambiare
queste statistiche.
queste statistiche.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
L'anno scorso però
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
la lotta è diventata
molto personale.
molto personale.
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
A mia moglie è stato trovato
un cancro al seno.
un cancro al seno.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
È stata un'esperienza che ha aggiunto
una dimensione emotiva forte e inattesa
una dimensione emotiva forte e inattesa
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
ai miei sforzi.
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
So per esperienza quanto la terapia
possa cambiarti la vita,
possa cambiarti la vita,
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
e sono profondamente consapevole
dello sconforto totale
dello sconforto totale
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
che il cancro può causare a una famiglia,
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
e nel nostro caso
includendo le nostre due figlie.
includendo le nostre due figlie.
03:48
Because we found it early
during a routine mammogram,
during a routine mammogram,
65
216400
3136
Poiché diagnosticato in tempo
con una mammografia di routine
con una mammografia di routine
03:51
we were able to focus
primarily on treatment options
primarily on treatment options
66
219560
3696
abbiamo potuto concentrarci subito
sulle opzioni terapeutiche
sulle opzioni terapeutiche
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
per il tumore localizzato,
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
a riprova di quanto sia importante
una diagnosi precoce.
una diagnosi precoce.
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
Diversamente che per alti tumori
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
la mammografia è molto utile per
diagnosticare in tempo il cancro al seno.
diagnosticare in tempo il cancro al seno.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
Tuttavia, molte persone
non la fanno
non la fanno
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
o sviluppano un
cancro al seno
cancro al seno
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
prima dell'età a cui viene
raccomandata la mammografia.
raccomandata la mammografia.
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
C'è quindi ancora molto da fare
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
sia per i tumori
che hanno esami di screening,
che hanno esami di screening,
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
sia per trarre benefici
per quelli che non ne hanno.
per quelli che non ne hanno.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
La sfida chiave per i ricercatori
in ambito oncologico
in ambito oncologico
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
è sviluppare metodi
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
che rendano lo screening
per vari tipi di cancro
per vari tipi di cancro
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
molto più accessibile.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
Immaginate un normale checkup in cui
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
il vostro medico prende un semplice
campione delle urine, non invasivo,
campione delle urine, non invasivo,
04:42
or other liquid biopsy,
83
270800
1240
o un'altra biopsia liquida,
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
e che vi dia i risultati
prima ancora che lasciate il suo studio.
prima ancora che lasciate il suo studio.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
Una tecnologia del genere potrebbe
ridurre moltissimo il numero di persone
ridurre moltissimo il numero di persone
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
che sfuggono ai controlli
che permettono una diagnosi precoce.
che permettono una diagnosi precoce.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
Il mio team di ricerca
di ingegneri e biochimici
di ingegneri e biochimici
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
sta lavorando proprio su questo.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
Stiamo cercando un modo per lanciare
un allarme per il cancro in fase precoce
un allarme per il cancro in fase precoce
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
attraverso screening regolari
che cominciano quando si è sani
che cominciano quando si è sani
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
in modo tale da poter bloccare
la malattia nel momento in cui insorge,
la malattia nel momento in cui insorge,
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
prima che possa progredire oltre.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
Il segreto in questo caso starebbe
in delle vescicole minuscole,
in delle vescicole minuscole,
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
delle piccole capsule emesse regolarmente
dalle cellule chiamate esosomi.
dalle cellule chiamate esosomi.
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
Gli esosomi sono
dei biomarcatori importanti
dei biomarcatori importanti
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
che rappresentano un sistema d'allarme
per un cancro in fase iniziale.
per un cancro in fase iniziale.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
Siccome sono abbondantemente presenti
in quasi tutti i fluidi corporei,
in quasi tutti i fluidi corporei,
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
compresi sangue, urine e saliva,
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
sono perfetti per essere rilevati
con biopsie non invasive.
con biopsie non invasive.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
C'è un unico problema.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
Un sistema automatizzato per smistare
questi importanti biomarcatori
questi importanti biomarcatori
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
non è ancora stato realizzato.
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
Noi abbiamo sviluppato una tecnologia
chiamata nano-DLD
chiamata nano-DLD
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
che è in grado di fare questo:
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
isolamento automatizzato di esosomi
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
per facilitare una diagnosi tempestiva
di cancro.
di cancro.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
Gli esosomi sono la nuova frontiera
della diagnostica in fase precoce
della diagnostica in fase precoce
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
ottenuti grazie
ad una biopsia liquida.
ad una biopsia liquida.
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
E sono davvero molto, molto piccoli.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
Misurano appena 30-150 nanometri
di diametro.
di diametro.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
Sono così piccoli
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
che un solo globulo rosso ne potrebbe
contenere un milione.
contenere un milione.
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
È circa la differenza
tra una palla da golf
tra una palla da golf
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
e un granellino di sabbia.
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
Ritenuti un tempo dei piccoli cassonetti
per rifiuti cellulari indesiderati,
per rifiuti cellulari indesiderati,
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
è stato scoperto che le cellule
in realtà comunicano
in realtà comunicano
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
producendo e assorbendo questi esosomi
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
che contengono dei recettori superficiali,
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
proteine e altro materiale genetico
della loro cellula d'origine.
della loro cellula d'origine.
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
Quando vengono assorbiti
da una cellula vicina,
da una cellula vicina,
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
gli esosomi vi rilasciano
il loro contenuto
il loro contenuto
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
che può mettere in moto
dei cambiamenti nell'espressione genica -
dei cambiamenti nell'espressione genica -
06:58
some good,
123
406280
1216
alcuni positivi e,
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
qui entra in gioco il cancro,
07:01
some bad.
125
409280
1576
alcuni negativi.
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
Visto che gli esosomi sono formati
da materiale della cellula madre,
da materiale della cellula madre,
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
e contengono il
campione dell'ambiente
campione dell'ambiente
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
forniscono un'immagine genetica
della salute e dell'origine della stessa
della salute e dell'origine della stessa
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
Tutte queste qualità rendono
gli esosomi preziosi messaggeri
gli esosomi preziosi messaggeri
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
che consentono ai medici
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
di sbirciare la condizione di salute
a livello cellulare.
a livello cellulare.
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
Per prevenire un tumore, però
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
bisogna intercettare con frequenza
questi messaggi
questi messaggi
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
per determinare quando dei fattori
cancerogeni, nel tuo corpo,
cancerogeni, nel tuo corpo,
07:32
decide to start staging a coup,
135
440240
1816
hanno deciso di tentare un attacco;
07:34
which is why regular
screening is so critical
screening is so critical
136
442080
3016
ed è per questo che uno screening
regolare è fondamentale
regolare è fondamentale
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
e che stiamo sviluppando tecnologie
per renderlo possibile.
per renderlo possibile.
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
Siccome i primi metodi diagnostici basati
su esosomi sono vendibili da quest'anno,
su esosomi sono vendibili da quest'anno,
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
non sono ancora entrati a far parte
dei protocolli medici di routine.
dei protocolli medici di routine.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
Oltre alla loro recente nascita,
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
un altro fattore che ne limita
l'adozione su larga scala
l'adozione su larga scala
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
è che al momento non c'è nessun sistema
automatizzato per l'isolamento di esosomi
automatizzato per l'isolamento di esosomi
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
che renda lo screening
economicamente accessibile.
economicamente accessibile.
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
Il regime standard attuale
per l'isolamento degli esosomi
per l'isolamento degli esosomi
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
richiede l'ultracentrifugazione,
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
un processo che necessita
di macchinari costosi,
di macchinari costosi,
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
un tecnico di laboratorio
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
e quasi 30 ore per analizzare
un campione.
un campione.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
Abbiamo ottenuto un approccio diverso
per realizzare l'isolamento automatizzato
per realizzare l'isolamento automatizzato
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
da un campione come le urine.
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
Utilizziamo una tecnica di separazione
a flusso continuo basata su microchip
a flusso continuo basata su microchip
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
che si chiama trasferimento laterale
deterministico.
deterministico.
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
E siamo riusciti a farne
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
quello che l'industria dei semiconduttori
fa con successo da 50 anni.
fa con successo da 50 anni.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
Abbiamo ridimensionato
questa tecnologia
questa tecnologia
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
dalla scala dei micron
a quella nei nanometri.
a quella nei nanometri.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
Come funziona?
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
Per farla breve,
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
un insieme di minuscole colonne
separate da spazi nanoscopici
separate da spazi nanoscopici
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
sono disposte in modo tale
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
da dividere il fluido in linee di flusso,
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
così che le nanoparticelle più grandi,
legate al tumore, si separino
legate al tumore, si separino
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
tramite un processo di allontanamento
da quelle sane, più piccole,
da quelle sane, più piccole,
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
che invece riescono
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
a muoversi a zig-zag
tra le colonnine
tra le colonnine
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
nella direzione del fluido.
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
Il risultato è una netta divisione
tra questi due tipi di particelle.
tra questi due tipi di particelle.
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
Si potrebbe dire che questo processo
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
è simile al traffico che si incanala
in due strade,
in due strade,
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
una che va in un tunnel basso
dentro a una montagna
dentro a una montagna
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
e l'altra che ci gira intorno.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
Le macchine piccole possono
attraversare il tunnel,
attraversare il tunnel,
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
mentre i camion, che portano
materiale potenzialmente pericoloso,
materiale potenzialmente pericoloso,
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
devono prendere l'altra strada.
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
Il traffico viene quindi separato
per dimensione e contenuti
per dimensione e contenuti
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
pur continuando a scorrere.
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
Il nostro sistema funziona proprio così,
su una scala molto, molto più piccola.
su una scala molto, molto più piccola.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
L'idea è che il processo di separazione
per lo screening
per lo screening
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
potrebbe diventare semplice come
quello usato per urine, sangue o saliva,
quello usato per urine, sangue o saliva,
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
il che è una possibilità concreta
per i prossimi anni.
per i prossimi anni.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
Infine, potrebbe essere utilizzato
per isolare e trovare esosomi bersaglio
per isolare e trovare esosomi bersaglio
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
associati a tipi particolari di tumore,
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
rilevandone la presenza in pochi minuti.
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
Questo renderebbe la diagnosi precoce
praticamente indolore.
praticamente indolore.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
In generale,
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
la capacità di separare e arricchire
i biomarcatori
i biomarcatori
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
con precisione su scala nanometrica
e in modo automatico
e in modo automatico
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
apre le porte a uno studio più
approfondito di malattie come il cancro,
approfondito di malattie come il cancro,
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
con applicazioni che vanno dal preparare
i campioni, alla diagnostica, al controllo
i campioni, alla diagnostica, al controllo
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
di resistenza ai farmaci,
alla terapeutica.
alla terapeutica.
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
Ancor prima
che mia moglie si ammalasse
che mia moglie si ammalasse
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
era il mio sogno quello di facilitare
l'automatizzazione del processo -
l'automatizzazione del processo -
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
per rendere lo screening regolare
più accessibile,
più accessibile,
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
così come Henry Ford aveva reso
l'automobile accessibile
l'automobile accessibile
10:47
to the general population
195
635720
1576
all'intera popolazione
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
sviluppando la catena di montaggio.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
L'automazione è la chiave
per l'accessibilità.
per l'accessibilità.
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
E nello spirito del sogno americano,
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
"del pollo in ogni tavola
e una macchina in ogni garage",
e una macchina in ogni garage",
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
sviluppiamo una tecnologia
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
che potrebbe mettere a disposizione
un sistema di diagnosi precoce
un sistema di diagnosi precoce
11:06
in every home.
202
654360
1200
in ogni casa.
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
Ciò permetterebbe ad uomo,
donna o bambino
donna o bambino
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
di essere regolarmente monitorato
mentre è ancora sano,
mentre è ancora sano,
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
e di rilevare un tumore ai suoi esordi.
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
Per me è una speranza, un sogno
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
quello di aiutare le persone nel mondo
ad evitare il costo elevato -
ad evitare il costo elevato -
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
in termini fisici, monetari ed emotivi -
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
che affrontano i malati di cancro,
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
difficoltà che ho imparato
a conoscere bene.
a conoscere bene.
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
Sono felice di dire che con la diagnosi
tempestiva del cancro di mia moglie
tempestiva del cancro di mia moglie
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
le cure hanno funzionato
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
e lei ora, grazie al cielo, è guarita.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(Applausi)
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
È un risultato che vorrei
potessero ottenere tutti.
potessero ottenere tutti.
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
Con il lavoro che il mio team ha già fatto
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
dividendo i biomarcatori nanometrici
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
per una diagnosi rapida e precoce,
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
credo che davvero,
entro un decennio,
entro un decennio,
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
questa tecnologia sarà disponibile,
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
aiutandoci a proteggere i nostri amici,
familiari e le generazioni future.
familiari e le generazioni future.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
Se anche dovessimo avere la sfortuna
di vederci diagnosticare un cancro,
di vederci diagnosticare un cancro,
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
quel sistema di allarme precoce
ci procurerà grande speranza.
ci procurerà grande speranza.
12:18
Thank you.
224
726280
1216
Grazie.
12:19
(Applause)
225
727520
5789
(Applausi)
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