TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
جاشا اسمیت: نانو تکنولوژی جدید برای شناخت زودهنگام سرطان
Filmed:
Readability: 6.3
1,060,909 views
چه میشود اگر تمامی خانه ها سیستم تشخیص زودهنگام سرطان داشتند؟
محقق جاشا اسمیت توسعه می دهد "هشداردهنده سرطان نانو بیو تکنولوژی" را که اثر بیماری هارا در نشانگر های زیستی مخصوصی که اگزوزوم می نامند، جستجو میکند.
در این سخنرانی تفکر رو به جلو، او رویای خود را به میان می گذارد که چگونه ما ممکن است تحولی در تشخیص سرطان و در نهایت نجات زندگی ها داشته باشم.
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
"تو سرطان داری."
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
متاسفانه ، حدود ۳۰ درصد از ما خواهیم شنید
این کلمات را در طول زندگیمان،
این کلمات را در طول زندگیمان،
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
و نصف این افراد زنده نخواهد ماند.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
این بدان معناست که ۳ تا از هر ۵، دوست
نزدیک شما یا خویشاوندانتان
نزدیک شما یا خویشاوندانتان
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
با علائمی از وجود سرطان شناسایی خواهند شد،
00:35
and one will die.
5
23320
1480
و یکی از (آن ۲ تا) خواهد مرد.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
فراتر از مشکلات جسمانی،
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
تقریبا، یک سوم از افرادی که از سرطان
خلاص شده اند در ایالات متحده
خلاص شده اند در ایالات متحده
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
از (هزینه های) درمان دچار بدهی خواهد شد.
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
و آنها کسانی هستن که
شاید بیش از دو و نیم برابر
شاید بیش از دو و نیم برابر
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
افراد بدون سرطان اعلام
ورشکستگی بانکی میکنند.
ورشکستگی بانکی میکنند.
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
این بیماری ها بسیار شایع هستند.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
از لحاظ عاطفی ناتوان کننده،
و برای بسیاری،
00:55
and, for many,
13
43680
1216
از لحاظ مالی مخرب
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
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
اما ابتلا به سرطان به معنای مردن نیست.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
پیداکردن سرطان در مراحل اولیه،
از مرجع تشکیل آن،
01:05
closer its genesis,
17
53800
1216
01:07
is one of the critical factors
to improving treatment options,
to improving treatment options,
18
55040
3616
یکی از فاکتور های قطعی در
گزینه های بهبود درمان است.
گزینه های بهبود درمان است.
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
کاهش دادن آثار عاطفی
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
و کم کردن فشار های مالی،
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
بسیار مهمه،
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
تشخیص زودهنگام سرطان
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
که یکی از اهداف اولیه تحقیقات من است.
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
تا حد زیادی شانس بقا شما را افزایش می دهد.
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
اگر ما به عنوان مثال به وضعیت
سرطان پستان نگاه کنیم،
سرطان پستان نگاه کنیم،
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
ما میتوانیم بفهمیم کسانی که از همان قدم
اول آن را تشخیص و درمان کرده اند،
اول آن را تشخیص و درمان کرده اند،
یک نرخ زنده مانده ۵ ساله، ۱۰۰ درصدی دارند.
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
درحالی که اگر درمان را از قدم ۴ شروع کنند
این شانس به ۲۲ درصد کاهش پیدا میکند.
این شانس به ۲۲ درصد کاهش پیدا میکند.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
و وضعیت مشابهی را میتوان یافت در
سرطان روده بزرگ و تخمدان.
سرطان روده بزرگ و تخمدان.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
حالا، ما همه آگاهیم به اینکه یک تشخیص
دقیق و زودهنگام
دقیق و زودهنگام
برای زنده ماندن ضروری است.
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
مشکل اینجاست که بسیاری از ابزار های تشخیص
سرطان نامطلوب هستند،
سرطان نامطلوب هستند،
پر هزینه،
01:59
costly,
33
107440
1216
بعضی وقتها با خطا،
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
و آنها زمان دردناکی را برای دادن
نتیجه میخواهد.
نتیجه میخواهد.
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
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
از این بدترکه، برخی از انواع سرطان ها
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
همچون سرطان تخمدان، کبد یا پانکراس،
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
روش های خوب،
غربالگری به سادگی وجود ندارند.
غربالگری به سادگی وجود ندارند.
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
به این معنا که ، برخی مردم صبر میکنند تا
علائم فیزیکی سطحی(پدیدار شوند)
علائم فیزیکی سطحی(پدیدار شوند)
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
که یعنی شاخص پیشرفت (سرطان) آنها
مرحله اخر را نشان می دهد.
مرحله اخر را نشان می دهد.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
همچون حمله طوفان به یک منطقه بدون
سیستم هشدارهای اولیه،
سیستم هشدارهای اولیه،
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
آلارمی برای آگاه سازی وجود ندارد.
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
برای خطری که آلان در
آستانه در (خانه) شماست.
آستانه در (خانه) شماست.
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
وقتی شانس شما برای بقا
تاحد زیادی کاهش پیدا میکند.
تاحد زیادی کاهش پیدا میکند.
داشتن تسهیلات و دسترسی به گزینه های
غربالگری منظم
غربالگری منظم
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
که آنها مقرون به هزینه، مطلوب و میتوانند
نتایج را خیلی سریع تر فراهم کنند.
نتایج را خیلی سریع تر فراهم کنند.
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
ما را با یک سلاح قوی در مبارزه با سرطان
مجهز خواهد کرد.
مجهز خواهد کرد.
یک هشدار زودموقع، به ما اجازه خواهد داد،
بیماری ها را شکست دهیم.
بیماری ها را شکست دهیم.
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
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
بجای صرفا پیروی از سختی های بی رحمش.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
و این دقیقا کاری است که من انجام داده ام،
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
برای مدت پنج سال قبلی،
من توسعه داده ام تکنولوزی هایی
من توسعه داده ام تکنولوزی هایی
که در نهایت میتواند یاری دهد
پزشکان بالینی را
پزشکان بالینی را
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
با تشخیص سریع و زود هنگام سرطان.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
و من خودم را پر کرده ام
با کنجکاوی عمیق علمی
با کنجکاوی عمیق علمی
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
و اشتیاقی برای تغییر این آمار.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
با این حال سال قبل،
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
این مبارزه تبدیل به یک
موضوع خیلی شخصی نیز شد.
موضوع خیلی شخصی نیز شد.
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
وقتی همسرم تشخیص داده شد
به سرطان پستان.
به سرطان پستان.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
این تجربه ای بود که حس قوی
و غیر منتظره عاطفی اضافه کرد
و غیر منتظره عاطفی اضافه کرد
به این تلاش هایم
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
من مستقیم(باتجربه) می دانم که دگرگونی زندگی
چگونه میتواند با آدم رفتار کند.
چگونه میتواند با آدم رفتار کند.
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
من کاملا از آثار مخرب احساساتی شدن آگاهم
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
که سرطان میتواند در خانواده
ویرانی به بار بیاورد،
ویرانی به بار بیاورد،
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
که در مورد ما شامل دو دختر جوان میشود،
چون ما آن را زودهنگام در فرآیند ماموگرافی
(اسکن پستان با اشعه X) پیدا کردیم،
(اسکن پستان با اشعه X) پیدا کردیم،
03:48
Because we found it early
during a routine mammogram,
during a routine mammogram,
65
216400
3136
03:51
we were able to focus
primarily on treatment options
primarily on treatment options
66
219560
3696
ما توانستیم بر روی گزینه های درمان
برای تومور موضعی، تمرکز اولیه بکنیم،
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
تاکید دوباره به (حرف)خودم،
"که چقدر تشخیص اولیه مهم است."
"که چقدر تشخیص اولیه مهم است."
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
برخلاف انواع سرطان های دیگر،
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
ماموگرافی، راهکاری برای غربالگری زودهنگام
سرطان پستان ارائه میدهد.
سرطان پستان ارائه میدهد.
هنوز هم ،همه افراد این کار(اسکن زود هنگام)
را نمی کنند.
را نمی کنند.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
که ممکن است سرطان پستان توسعه پیدا می کند
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
قبل از مراحل طی شدن متوسط زمان توصیه شده
برای انجام اسکن اشعه ایکس
برای انجام اسکن اشعه ایکس
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
بنابراین هنوز امیدی برای بهبودی وجود دارد،
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
حتی برای سرطان که گزینه های غربالگری
را داریم،
را داریم،
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
و،البته، امتیازات قابل توجهی
برای آن که نمیکنند.
برای آن که نمیکنند.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
چالش کلیدی بعد برای محققان سرطان
ایجاد کردن روشی هایی
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
است که بتوانند برای انواع سرطان ها
غربالگری های معین داشته باشد
غربالگری های معین داشته باشد
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
و بسیار در دسترس باشد.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
تصور کنید یک حالتی که را در طول
معاینه های منظم
معاینه های منظم
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
دکتر شما میتواند نمونه ایی بگیرد،
تست ادار راحت (بدون نیاز به جراحی یا ...)
تست ادار راحت (بدون نیاز به جراحی یا ...)
یا دیگر آزمایش های مایع (بدن)
04:42
or other liquid biopsy,
83
270800
1240
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
و ارائه میدهد به شما نتیجه آزمایش را حتی
قبل از ترک مطب.
قبل از ترک مطب.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
چنین تکنولوژی میتواند به طور چشمگیری کاهش
دهد تعداد افرادی
دهد تعداد افرادی
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
را که بخاطر از دست دادن قسمت عمده
زمان تشخیص اولیه، دچار اشتباه میشود.
زمان تشخیص اولیه، دچار اشتباه میشود.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
تیم تحقیقاتی من متشکل از
مهندسان و بیوشیمی دان ها
مهندسان و بیوشیمی دان ها
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
دقیقا بر روی این مشکل کار می کنند.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
ما بر روی راه هایی برای فعال کردن مداوم
هشدار وجود سرطان زودهنگام کار می کنیم.
هشدار وجود سرطان زودهنگام کار می کنیم.
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
با فعال سازی غربالگری های منظم، که از
زمانی شروع خواهد شد که فرد در سلامتی است
زمانی شروع خواهد شد که فرد در سلامتی است
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
زمانی که عملیات خواهد توانست سرطان را
متوقف کند(وقتی که علائم سرطان) نمایان شوند
متوقف کند(وقتی که علائم سرطان) نمایان شوند
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
قبل از اینکه بتواند پیشرفت کند،
در دوران اولیه اش.
در دوران اولیه اش.
حفره های نقره ای (در بافت سرطانی)
در این حالت کیسه های کوچکی اند.
در این حالت کیسه های کوچکی اند.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
گرده های فراری (از بافت سرطانی)به طور منظم
از سلول هایی به اسم اگزوزوم بیرون میریزند.
از سلول هایی به اسم اگزوزوم بیرون میریزند.
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
اگزوزوم ها نشانگر های زیستی مهمی اند
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
آنها سیستم هشدار اولیه را برای
(هشدار)توسعه سرطان فراهم میکنند.
(هشدار)توسعه سرطان فراهم میکنند.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
و از انجاکه انها آزادانه در تقریبا هر جای
مایعی بدن حاضر هستند،
مایعی بدن حاضر هستند،
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
شامل خون، ادرار، بزاق
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
آنها بسیار مورد نظر برای تست های مایعی
(بدون نیاز به جراحی کردن) هستند.
(بدون نیاز به جراحی کردن) هستند.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
فقط یک مشکلی هست.
یک سیستم خودکاری که فوراً آن نشانگرهای
زیستی را (از مواد دیگر) جدا کند.
زیستی را (از مواد دیگر) جدا کند.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
که فعلا در دسترس نیست.
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
ما تکنولوژی را ساخته ایم که ما آن را
nano-DLD می نامیم.
nano-DLD می نامیم.
که قابلیت دقیق این را دارد که:
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
جداسازی خودکار اگزوزوم ها
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
برای دستیابی به تشخیص سریعِ سرطان.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
اگر ما بتوانیم، اگزوزوم ها جدیدترین
سلاح هشدار زودهنگام هستند،
سلاح هشدار زودهنگام هستند،
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
تا آزمایش های خونی را جلو بیاندازد.
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
و آنها واقعا ، واقعا کوچک اند.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
قطر آن ها فقط در حد ۳۰ تا ۱۵۰ نانومتر
اندازه گیری میشود.
اندازه گیری میشود.
این (اندازه) بسیار کوچک است.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
شما میتوانید میلیون ها عدد از آنها را درون
یک گلبول قرمز واحد جای دهید.
یک گلبول قرمز واحد جای دهید.
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
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
(اختلاف آن دو) تقریبا مثل اختلاف توپ گلف
و دانه خیلی کوچکی از ماسه است.
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
تصور میشود که (اگزوزوم ها) به سطل زباله-
هایی برای دفع مواد زائد سلولی می مانند،
هایی برای دفع مواد زائد سلولی می مانند،
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
یافته شده است که سلول ها عملا
ارتباط برقرار میکنند
ارتباط برقرار میکنند
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
با تولید کردن و جذب کردن آن اگزوزوم ها
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
که حاوی گیرنده های سطحی هستند،
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
پروتئین و مواد ژنتیکی دیگر از سلول
مبدا شان دریافت میشود
مبدا شان دریافت میشود
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
وقتی جذب می شوند توسط سلول همسایه،
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
اگزوزوم ها محتویات خود را درون سلول مقصد
منتشر میکنند.
منتشر میکنند.
و میتوانند شروع کنند در فرمول (بیان)ژن ها
تغییرات بنیادی به وجود آورند
تغییرات بنیادی به وجود آورند
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
06:58
some good,
123
406280
1216
برخی (تغییرات) خوب
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
و این جایی است که سرطان شروع می شود،
07:01
some bad.
125
409280
1576
برخی (تغییرات) بد
چون آنها توسط موادی از سلول مادرشان
پوششیده شدند،
پوششیده شدند،
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
و حاوی نمونه ایی از محیط آن جا هستند،
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
آنها یک عکس فوری ژنتیکی از سلامتی و مبدا
سلولشان با خود همراه دارند.
سلولشان با خود همراه دارند.
تمامی آن خصوصیات ، اگزوزوم ها را به پیام
رسانانی فوق العاده گرانبها تبدیل می کند.
رسانانی فوق العاده گرانبها تبدیل می کند.
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
که بالقوه به فیزیک دانان اجازه میدهد
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
تا سلامتی شما را از سطح سلولی بفهمند.
(احتمالا غیر مستقیم)
(احتمالا غیر مستقیم)
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
برای مهار زودتر سرطان، هرچند،
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
شما باید مکراراً جلوی
آن پیام رسان ها را بگیرید
آن پیام رسان ها را بگیرید
تا مشخص کنید که چه زمانی عوامل اختلالگر
سرطانی در بدن شما
سرطانی در بدن شما
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
تصمیم به شروع به اجرا درآوردن
(عملیات) کودتا می کنند،
(عملیات) کودتا می کنند،
07:32
decide to start staging a coup,
135
440240
1816
07:34
which is why regular
screening is so critical
screening is so critical
136
442080
3016
این جوابیست بر اینکه چرا غربالگری
منظم ، بسیار ضروری است.
منظم ، بسیار ضروری است.
و اینکه چرا ما تکنولوژی را برای
امکان پذیر کردن این ها توسعه می دهیم.
امکان پذیر کردن این ها توسعه می دهیم.
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
هنگامی که اولین تشخیص گرهای
برپایه اگزوزوم امسال در بازار عرضه شد،
برپایه اگزوزوم امسال در بازار عرضه شد،
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
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
هنوز خبری از گزینه های اصلی
مراقبت های بهداشتی نبود.
مراقبت های بهداشتی نبود.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
علاوه بر این ظهور(انقلاب) اخیرشان،
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
فاکتور دیگری که استفاده گسترده آنها
را محدود می کند
را محدود می کند
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
این است که هنوز، هیچ سیستم خودکار
جداسازی اگزوزوم
جداسازی اگزوزوم
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
برای دردسترس بودن
غربالگری های منظم اقتصادی ، وجود ندارد.
غربالگری های منظم اقتصادی ، وجود ندارد.
استاندارد طلایی فعلی برای
جداسازی اگزوزوم ها
جداسازی اگزوزوم ها
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
شامل اولتراسانتریفیوژ
(ultracentrifugation) است،
(ultracentrifugation) است،
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
فرآیندی که نیاز یه تجهیزات
آزمایشگاهی گران قیمتی دارد،
آزمایشگاهی گران قیمتی دارد،
و یک تکنسین آموزش دیده،
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
و حدود۳۰ ساعت زمان برای عمل آوری یک نمونه.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
ما با رویکرد های مختلفی برای دستیابی
به جدا سازی خودکار اگزوزوم
به جدا سازی خودکار اگزوزوم
از یک نمونه همچون ادرار، روبرو هستیم.
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
ما از یک تکنیک جداسازی جریان ادامه دار
مبتنی بر تراشه استفاده میکنیم
مبتنی بر تراشه استفاده میکنیم
نامیده میشود "جابجایی قطعی افقی"،
(deterministic lateral displacement) .
(deterministic lateral displacement) .
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
ما با آن انجام می دهیم
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
کاری را که در ۵۰ سال گذشته بسیار با موفقیت
صنایع نیمه هادی انجام داده اند.
صنایع نیمه هادی انجام داده اند.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
ما ابعاد این تکنولوژی را کوچکتر کرده ایم
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
از مقیاس میکرو درست به مقیاس نانو.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
چگونه کار می کند؟
در یک کلام،
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
یک مجموعه ایی از ستون ها که
با فاصله های خالی در حد مقیاس نانو
با فاصله های خالی در حد مقیاس نانو
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
به طریقی منظم شده اند
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
که این سیستم مایع (آزمایش)
را به جریان هایی تقسیم میکند،
را به جریان هایی تقسیم میکند،
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
با نانو ذرات بزرگتر مربوط به سرطان،
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
که جداسازی میشوند از طریق یک فرآیند
جهت دهی مجدد، از ذرات کوچکتر، سالم ترشان
جهت دهی مجدد، از ذرات کوچکتر، سالم ترشان
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
که در تضاد هستند با آنهایی که
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
در میان ستون ها حرکت میکنند،
حرکتی زیگزال مانند
حرکتی زیگزال مانند
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
در جهت جریان مایع
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
نتیجه عمده، جداسازی کامل
جمعیت این دو ذرات است
جمعیت این دو ذرات است
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
شما میتوانید این فرآیند
جداسازی را تجسم کنید
جداسازی را تجسم کنید
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
شبیه ترافیک (ماشین ها) که در
بزرگراه ها به دو جاده تقسیم میشوند
بزرگراه ها به دو جاده تقسیم میشوند
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
که یکی از داخل تونلی با فاصله کم
از کوه رد می شود،
از کوه رد می شود،
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
و جاده دیگری آن را دور می زند.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
در این شکل، ماشین های کوچک می توانند
از داخل تونل عبور کنند
از داخل تونل عبور کنند
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
هنگامی که کامپیون های بزرگ مواد با خطر
بالقوه حمل میکنند،
بالقوه حمل میکنند،
مجبوربه عبور از مسیر انحرافی می شوند.
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
ترافیک به طور موثر جدا شد بر حسب
سایز و محتویات
سایز و محتویات
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
بدون اینکه مانعی برای جریان باشد
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
و این دقیقا توضیحی است که سیستم ما چگونه
در مقیاس بسیار بسیار کوچکتر کار میکند.
در مقیاس بسیار بسیار کوچکتر کار میکند.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
ایده ایی که مطرح شد فرآیند جداسازی
برای غربالگری
برای غربالگری
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
میتواند فرآیند ساده برای
ادرار، خون ، بزاق باشد
ادرار، خون ، بزاق باشد
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
که در مدت کوتاهی در چند سال آینده
امکان پذیر خواهد بود.
امکان پذیر خواهد بود.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
در نهایت، این(تکنولوژی) میتواند برای
جداسازی و تشخیص اگزوزوم هایی استفاده شود
جداسازی و تشخیص اگزوزوم هایی استفاده شود
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
متناظر با انواع سرطان های مشخص،
(که میتواند) حضور آنها را حس کرده
و ظرف یک دقیقه گزارش دهد.
و ظرف یک دقیقه گزارش دهد.
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
این امر باعث امکانپذیری
تشخیص سریع بدون درد خواهد شد.
تشخیص سریع بدون درد خواهد شد.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
به طور کلی ،
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
توانایی جداسازی و غنی کردن این
نشانگر های زیستی
نشانگر های زیستی
با دقت نانو مقیاس در بصورت خودکار،
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
درها را برای فهمیدن بهتر بیماری هایی
مثل سرطان باز می کند،
مثل سرطان باز می کند،
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
با رویه هایی مرتب شده از
آماده سازی نمونه تا تشخیص
آماده سازی نمونه تا تشخیص
از مانیتورینگ مقاومت داروها تا درمانشناسی.
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
حتی قبل از (این جلسه) همسرم با سرطان کشمکش میکرد
این آرزویی برایم است
که این فرآیند خودکار را آسانتر کنم
که این فرآیند خودکار را آسانتر کنم
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
برای انجام غربالگری های در دسترس تر،
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
مشابه همان کاری که هنری فورد
اوتومبیل را در دسترس تر کرد
اوتومبیل را در دسترس تر کرد
برای عموم مردم
10:47
to the general population
195
635720
1576
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
از طریق توسعه خط مونتاژ.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
خودکاری کلید در دسترس بودن است.
و قسمت اصلی رویای هوور :
(سی و یکمین امین رئیس جمهور آمریکا)
(سی و یکمین امین رئیس جمهور آمریکا)
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
" مرغی در هر دیگی و ماشینی در هر گاراژی."
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
ما توسعه دادیم یک تکنولوژی
که میتواند نهایتاً جای دهد
یک سیستم هشدار سریع تشخیص سرطان را
یک سیستم هشدار سریع تشخیص سرطان را
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
در هر خانه ایی.
11:06
in every home.
202
654360
1200
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
این میتواند به هر
زن و مرد و بچه ایی اعطا کند
زن و مرد و بچه ایی اعطا کند
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
فرصت به طور معین تست کردن
حتی هنگامی که هنوز سالم اند.
حتی هنگامی که هنوز سالم اند.
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
گرفتن (آثار) بیماری در
هنگام اولین پدیداری ها.
هنگام اولین پدیداری ها.
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
این امید و آرزویم است
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
کمک کنم به مردم برای جلوگیری از هزینه های زیاد
جسمانی، مالی و عاطفی
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
که بیماران سرطانی
امروزی با آن مواجه اند،
امروزی با آن مواجه اند،
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
(و) سختی هایی که من به خوبی از آنان آگاهم.
من بسیار خوشحالم که خبر بدم،بخاطر اینکه
ما زود (جلوی) سرطان همسرم را رو گرفتیم،
ما زود (جلوی) سرطان همسرم را رو گرفتیم،
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
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
درمان او موفقیت آمیز بود،
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
و او خوشبختانه، الان از سرطان پاک است.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(تشویق حضار)
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
این نتیجه ایی است که من میخواهم
برای هرکسی که علائمی از سرطان دارد ببینم
برای هرکسی که علائمی از سرطان دارد ببینم
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
با کاری که تیم من به پایان رساند
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
در جدا سازی نشانگر های نانو مقیاس
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
برای تشخیص سریع و زود هنگام سرطان
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
من خوش بینم در دهه های بعدی
این قبیل تکنولوژی در دسترس خواهد بود.
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
(برای) حفاظت دوستانمان،
خانواده مان و نسل های آینده.
خانواده مان و نسل های آینده.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
حتی اگر ما خیلی بدشانس باشیم
در تشخیص سرطان
در تشخیص سرطان
آن هشدار زود هنگام برای ما فراهم خواهد کرد
نوری از امیدواری
نوری از امیدواری
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
12:18
Thank you.
224
726280
1216
متشکرم.
12:19
(Applause)
225
727520
5789
(تشویق حضار)
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