TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
Джошуа Сміт: Нові нанотехнології для діагностування раку на ранній стадії
Filmed:
Readability: 6.3
1,060,909 views
Що якби в кожному домі була система для виявлення раку на ранній стадії? Дослідник Джошуа Сміт розоробляє нанобіотехнологію "попередження раку", яка допомагає дослідити масштаб захворювання за допомогою спеціальних біомаркерів - екзосом. У своїй промові він розкриває новаторські ідеї та ділиться з нами мрією про революцію у виявленні та діагностиці раку, яка врешті, врятує життя.
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
"Ви хворі на рак".
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
На жаль, приблизно 40 відсотків
з нас почує ці слова протягом життя,
з нас почує ці слова протягом життя,
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
і для половини це скінчиться летально.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
Це означає, що двом з п'яти ваших
найближчих друзів та родичів
найближчих друзів та родичів
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
поставлять діагноз рак,
00:35
and one will die.
5
23320
1480
і один із них не виживе.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
Окрім психологічного тиску,
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
приблизно одна третина пацієнтів, які
вилікувалися від раку в США,
вилікувалися від раку в США,
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
матимуть борги за лікування.
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
Вони щонайменше у два з половиною рази
частіше визнають себе банкрутами,
частіше визнають себе банкрутами,
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
ніж ті, хто не хворів.
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
Ця хвороба повністю поглинає людину.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
Вона емоційно виснажує
00:55
and, for many,
13
43680
1216
і багатьох
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
спустошує фінансово.
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
Але такий діагноз не має
прирікати на смерть.
прирікати на смерть.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
Діагностика на ранніх стадіях,
01:05
closer its genesis,
17
53800
1216
якомога ближче до початку,
01:07
is one of the critical factors
to improving treatment options,
to improving treatment options,
18
55040
3616
є одним із вирішальних факторів
вибору методу лікування,
вибору методу лікування,
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
що послаблює емоційний вплив
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
та скорочує витрати.
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
Найважливіше --
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
це рання діагностика,
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
яка є першочерговою метою
мого дослідження
мого дослідження
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
і яка значно збільшує шанси вижити.
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
Якщо ми розглянемо захворювання
на рак молочної залози,
на рак молочної залози,
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
то побачимо, що при виявленні
і початку лікування на першій стадії
і початку лікування на першій стадії
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
рівень виживання протягом
п'яти років становить близько 100 відсотків,
п'яти років становить близько 100 відсотків,
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
але шанси зменшуються лише до
22 відсотків на четвертій стадії.
22 відсотків на четвертій стадії.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
Подібні тенденції простежуються при
колоректальному раку та раку яєчників.
колоректальному раку та раку яєчників.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
Тепер ми усвідомлюємо, що рання
діагностика
діагностика
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
вкрай необхідна для того,
щоб вижити.
щоб вижити.
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
Проблема в тому, що методи
діагностики інвазивні,
діагностики інвазивні,
01:59
costly,
33
107440
1216
затратні,
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
часто неточні,
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
і потребують надзвичайно багато часу
для отримання результатів.
для отримання результатів.
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
Ситуація ще гірша, коли ми маємо справу з
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
раком яєчників, печінки або
підшлункової залози,
підшлункової залози,
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
для яких просто не існує
хороших методів скринінгу,
хороших методів скринінгу,
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
отже, людина не знає
про хворобу до прояву симптомів,
про хворобу до прояву симптомів,
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
які вже свідчать
про запущену стадію.
про запущену стадію.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
Це наче раптовий наліт смерчу без
завчасного оповіщення,
завчасного оповіщення,
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
без попередження про небезпеку,
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
про загрозу, яка вже на порозі, --
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
в такому випадку шанси на порятунок
значно зменшуються.
значно зменшуються.
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
Маючи можливість регулярного
проведення скринінгу,
проведення скринінгу,
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
доступного, неінвазивного,
який оперативно надає результат,
який оперативно надає результат,
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
ми отримаємо потужну зброю
у боротьбі з раком.
у боротьбі з раком.
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
Вчасне попередження дасть нам змогу
успішно подолати хворобу,
успішно подолати хворобу,
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
а не просто стежити за її
безжалісним протіканням.
безжалісним протіканням.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
Це саме те, чим я займаюсь.
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
Протягом останніх трьох років
я розробляю технології,
я розробляю технології,
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
які нарешті зможуть
допомогти лікарям
допомогти лікарям
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
проводити своєчасну діагностику
раку на ранніх стадіях.
раку на ранніх стадіях.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
Я керувався глибокою науковою цікавістю
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
та палким бажанням змінити цю статистику.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
Проте минулого року
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
ця боротьба набула
особистісного характеру -
особистісного характеру -
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
у моєї дружини виявили рак
молочної залози.
молочної залози.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
Це спричинило сильний та неочікуваний
емоційний поштовх,
емоційний поштовх,
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
який вплинув на мою роботу.
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
З особистого досвіду я знаю,
який ризик для життя становить лікування
який ризик для життя становить лікування
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
і повністю усвідомлюю, як
хвороба емоційно спустошує
хвороба емоційно спустошує
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
всю родину,
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
а надто коли в ній - як у нашому випадку -
є двоє маленьких донечок.
є двоє маленьких донечок.
03:48
Because we found it early
during a routine mammogram,
during a routine mammogram,
65
216400
3136
Ми виявили хворобу на ранній стадії
під час планової маммограми
під час планової маммограми
03:51
we were able to focus
primarily on treatment options
primarily on treatment options
66
219560
3696
і змогли зосередитися, в першу чергу,
на методах лікування
на методах лікування
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
локальних пухлин,
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
що знову підкреслює важливість
ранньої діагностики.
ранньої діагностики.
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
На відміну від діагностики
інших форм раку,
інших форм раку,
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
маммограма дає можливість виявити
рак молочної залози на ранній стадії.
рак молочної залози на ранній стадії.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
Але не всі її проходять.
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
Також можливий
розвиток хвороби
розвиток хвороби
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
ще до досягнення середнього віку,
рекомендованого для проведення маммограми.
рекомендованого для проведення маммограми.
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
Отже, багато що потрібно
вдосконалити
вдосконалити
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
як для тих форм раку,
які надаються для скринінгу,
які надаються для скринінгу,
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
так - тим паче - для тих,
які для нього не надаються.
які для нього не надаються.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
Головне завдання дослідників раку -
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
розробка методів,
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
за допомогою яких скринінг
різних форм раку стане
різних форм раку стане
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
значно доступнішим.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
Уявіть ситуацію, коли при
проведенні планового огляду
проведенні планового огляду
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
лікар може взяти
простий аналіз сечі
простий аналіз сечі
04:42
or other liquid biopsy,
83
270800
1240
або біопсію іншої рідини
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
і видати вам результат одразу,
поки ви знаходитесь в його кабінеті.
поки ви знаходитесь в його кабінеті.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
Така технологія значно
скоротить кількість людей,
скоротить кількість людей,
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
хвороба яких залишається
невиявленою на ранній стадії.
невиявленою на ранній стадії.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
Моя команда дослідників,
інженерів та біохіміків
інженерів та біохіміків
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
працює саме над цим завданням.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
Ми розробляємо способи виявлення
раку на ранніх стадіях
раку на ранніх стадіях
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
за допомогою скринінгів, які проводяться,
коли людина здорова,
коли людина здорова,
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
і дадуть змогу вживати заходів для зупинки
розвитку раку при його зародженні,
розвитку раку при його зародженні,
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
не даючи йому перетнути
ранню стадію розитку.
ранню стадію розитку.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
Чудодійним засобом тут є
крихітні везикули, --
крихітні везикули, --
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
це маленькі пухирці, так звані екзосоми,
які виділяються клітинами організму.
які виділяються клітинами організму.
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
Екзсоми - важливі біомаркери,
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
які є завчасною системою оповіщення
для попередження розвитку раку.
для попередження розвитку раку.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
Оскільки вони розповсюджені
у будь-якій рідині людського тіла --
у будь-якій рідині людського тіла --
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
у крові, сечі й лімфі,
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
їх зручно використовувати
для неінвазивної біопсії.
для неінвазивної біопсії.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
Є тільки одна проблема.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
Автоматична система швидкого
сортування цих важливих біомаркерів
сортування цих важливих біомаркерів
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
наразі нам не доступна.
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
Ми створили технологію
нано-DLD,
нано-DLD,
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
яка повністю здатна
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
автоматично відокремлювати екзосоми,
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
надаючи можливість
швидко поставити діагноз.
швидко поставити діагноз.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
Екзосоми -- це найновіша зброя
швидкого реагування
швидкого реагування
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
при проведенні біопсії рідини.
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
Вони дійсно дуже-дуже маленькі.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
Їх розмір становить від 30 до 150
нанометрів в діаметрі.
нанометрів в діаметрі.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
Вони настількі крихітні,
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
що в еритроциті їх може
поміститися близько мільйона.
поміститися близько мільйона.
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
Різниця - як між кулькою для гольфу
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
та піщинкою середнього розміру.
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
Вважалося, що вони є маленькими
резервуарами для відходів клітин,
резервуарами для відходів клітин,
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
поки не з'ясували, що клітини
насправді взаємодіють з ними,
насправді взаємодіють з ними,
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
утворюючи та поглинаючи екзосоми,
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
на поверхні яких розташовані рецептори,
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
що збирають білки та генетичний матеріал
клітини, від якої вони утворились.
клітини, від якої вони утворились.
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
Коли екзосоми поглинає
сусідня клітина,
сусідня клітина,
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
вони переносять свій вміст
у ту клітину
у ту клітину
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
і в такий спосіб можуть запустити
істотні зміни у вигляді гену -
істотні зміни у вигляді гену -
06:58
some good,
123
406280
1216
іноді позитивні,
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
а у випадку виникнення раку -
07:01
some bad.
125
409280
1576
негативні.
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
Оскільки вони знаходяться
у материнській клітині
у материнській клітині
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
і містять її зразок,
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
вони несуть генетичний зразок
здоров'я клітини та її походження.
здоров'я клітини та її походження.
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
Завдяки цьому екзосоми є
безцінними провідниками,
безцінними провідниками,
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
які потенційно дають змогу лікарям
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
стежити за вашим здоров'ям
на клітинному рівні.
на клітинному рівні.
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
Щоб виявити рак
на ранній стадії,
на ранній стадії,
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
ви маєте регулярно
отримувати інформацію,
отримувати інформацію,
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
що дасть змогу виявити причини, які
спричиняють хворобу у вашому тілі,
спричиняють хворобу у вашому тілі,
07:32
decide to start staging a coup,
135
440240
1816
щоб вчасно дати відсіч,
07:34
which is why regular
screening is so critical
screening is so critical
136
442080
3016
ось чому регулярний скринінг
надзвичайно потрібен,
надзвичайно потрібен,
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
і тому ми розробляємо технології,
що дають цю можливість.
що дають цю можливість.
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
Коли цьогоріч поставили перший
діагноз на основі дослідженні екзосом,
діагноз на основі дослідженні екзосом,
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
вони - екзосоми - ще не були одним із основних
показників в системі охорони здоров'я.
показників в системі охорони здоров'я.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
Крім того, що вони
з'явились нещодавно,
з'явились нещодавно,
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
їх широке використання стримується
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
відсутністю автоматичної
системи ізоляції екзосом,
системи ізоляції екзосом,
яка зробить скринінг
економічно доступним.
економічно доступним.
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
На сьогодні найвищий стандарт
ізоляції екзосом
ізоляції екзосом
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
включає в себе центрифугування, --
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
процес, який потребує
недешевого лабораторного обладнання,
недешевого лабораторного обладнання,
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
технічної освіти персоналу
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
та приблизно 30 годин роботи
над одним зразком.
над одним зразком.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
Ми опановуємо різні шляхи
розробки автоматичної ізоляції екзосом,
розробки автоматичної ізоляції екзосом,
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
працюючи зі зразками сечі.
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
Ми використовуємо техніку безперервного
розподілу потоку на основі мікросхем
розподілу потоку на основі мікросхем
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
під назвою детермінований бічний зсув.
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
І ми вже зробили те,
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
що напівпроводникова промисловість робила
успішно протягом 50 років.
успішно протягом 50 років.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
Ми скоротили розміри
технології
технології
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
зі шкали мікронів
до шкали нано.
до шкали нано.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
Отже, як це працює?
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
У кількох словах,
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
є набір крихітних стовпчиків,
роз'єднаних наноскопічними проміжками,
роз'єднаних наноскопічними проміжками,
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
які розташовані так,
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
що система розподіляє
рідину на потоки,
рідину на потоки,
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
в яких більші за розміром ракові
наночастинки відділяються
наночастинки відділяються
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
від менших, здорових частинок,
через процес перенаправлення.
через процес перенаправлення.
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
Менші частинки можуть
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
кружляти навколо стовпчиків
зигзагоподібними рухами,
зигзагоподібними рухами,
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
підпорядковуючись потоку рідини.
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
Кінцевим результатом є повне відокремлення
цих двох типів маленьких частинок.
цих двох типів маленьких частинок.
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
Процес відокремлення можна уявити
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
як дорожній рух на трасі,
яка розгалужується на два шляхи -
яка розгалужується на два шляхи -
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
один веде до темного тунелю під горою,
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
а інший спрямовується в об'їзд.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
Тут маленькі автомобілі можуть
проїхати тунелем,
проїхати тунелем,
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
а більші вантажівки, які везуть
потенційно небезпечний матеріал,
потенційно небезпечний матеріал,
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
змушені об'їзджати.
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
Учасники руху ефективно розділяються
за розміром та змістом
за розміром та змістом
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
без затримки потоку.
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
Саме так працює наша система,
але на набагато меншому рівні.
але на набагато меншому рівні.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
Ідея полягає у тому, що процес
розподілу для скринінгу
розподілу для скринінгу
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
має бути простий як процес
роботи зі зразками сечі, крові або лімфи,
роботи зі зразками сечі, крові або лімфи,
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
що є у коротокостроковій перспективі
на декілька наступних років.
на декілька наступних років.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
Зрештою, це може використовуватися
для ізоляції і визначення цільових екзосом,
для ізоляції і визначення цільових екзосом,
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
які взаємодіють з певною формою раку,
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
визначаючи їх та повідомляючи про
наявність в лічені хвилини.
наявність в лічені хвилини.
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
Це зробить швидке діагностування
практично безболісним.
практично безболісним.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
Взагалі,
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
можливість відокремлювати
та збагачувати біомаркери
та збагачувати біомаркери
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
автоматизовано, дотримуючись
точності на нанорівні,
точності на нанорівні,
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
відкриває шлях до кращого розуміння
таких хвороб як рак,
таких хвороб як рак,
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
від приготування зразків до діагностики,
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
від моніторингу стійкості і ліків
до терапії.
до терапії.
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
Перед тим, як моя дружина
захворіла на рак,
захворіла на рак,
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
я мріяв про автоматизацію цього процесу
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
задля більшої доступності
проведення регулярного скринінгу,
проведення регулярного скринінгу,
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
подібно до того, як Генрі Форд зробив
автомобілі доступними
автомобілі доступними
10:47
to the general population
195
635720
1576
для різних верств населення,
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
впровадивши конвеєр.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
Автоматизація - це ключ до доступності.
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
В дусі виборчого слогана Гувера -
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
"курча у кожній каструлі,
автомобіль у кожному гаражі" -
автомобіль у кожному гаражі" -
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
ми розробляємо технологію,
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
яка, врешті, зможе слугувати для
раннього виявлення раку
раннього виявлення раку
11:06
in every home.
202
654360
1200
в кожному домі.
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
Це надасть кожному
чоловіку, жінці й дитині
чоловіку, жінці й дитині
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
можливість регулярного
тестування, коли вони здорові,
тестування, коли вони здорові,
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
адже вони одразу отримають сигнал
про перші прояви раку.
про перші прояви раку.
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
Це моя надія та мрія --
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
допомогти людям з усього світу
уникнути втрат --
уникнути втрат --
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
фізичних, фінансових та емоційних,
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
яких зазнають сьогодні
хворі на рак.
хворі на рак.
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
Це тягар, з яким я добре знайомий.
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
Також я радий, оскільки рак у моєї дружини
було виявлено на ранній стадії,
було виявлено на ранній стадії,
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
її лікування було успішне
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
і тепер, на щастя, вона здорова.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(Оплески)
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
Це той результат, який я хотів би бачити
у кожного пацієнта, хворого на рак.
у кожного пацієнта, хворого на рак.
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
Дивлячись на роботу,
виконану моєю командою
виконану моєю командою
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
з відокремлення біомаркерів на нано-рівні
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
для швидкого дігностування
раку на ранніх стадіях,
раку на ранніх стадіях,
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
я оптимістично дивлюсь
у наступні десять років,
у наступні десять років,
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
коли ці технології стануть доступні
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
й допомогатимуть нашим друзям, родині
і прийдешнім поколінням.
і прийдешнім поколінням.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
Якщо нам не пощастило з тим,
що ми не застраховані від раку,
що ми не застраховані від раку,
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
оповіщення на ранній стадії
стане маяком надії для людей.
стане маяком надії для людей.
12:18
Thank you.
224
726280
1216
Дякую.
(Оплески)
12:19
(Applause)
225
727520
5789
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