English-Video.net comment policy

The comment field is common to all languages

Let's write in your language and use "Google Translate" together

Please refer to informative community guidelines on TED.com

TED Talks Live

Sangeeta Bhatia: This tiny particle could roam your body to find tumors

סנגיטה בהטיה: החלקיק הזעיר הזה יכול לסייר בגוף שלכם ולמצוא גידולים

Filmed
Views 776,985

מה אם נוכל למצוא גידולים סרטניים שנים לפני שהם יפגעו בנו -- בלי מתקני סקירה יקרים או אפילו חשמל סדיר? הרופאה, הביו-מהנדסת והיזמית סנגיטה בהיטה מנהלת מעבדה רב תחומית שחוקרת דרכים חדשות להבין, לאבחן ולטפל במחלות אנושיות. המטרה שלה: שני שלישים של מקרי המוות בשל סרטן שלדעתה ניתנים לגמרי למניעה. עם בהירות יוצאת דופן, היא מפרקת את מדע הננו חלקיקים וחולקת את החלום שלה לבדיקת סרטן חדשה ורדיקלית שתוכל להציל מליוני חיים.

- Physician, bioengineer and entrepreneur
Sangeeta Bhatia is a cancer researcher, MIT professor and biotech entrepreneur who works to adapt technologies developed in the computer industry for medical innovation. Full bio

In the space that used
to house one transistor,
בשטח שפעם הכיל טרנזיסטור אחד,
00:12
we can now fit one billion.
אנחנו יכולים להכניס עכשיו מיליארד.
00:16
That made it so that a computer
the size of an entire room
זה הפך את זה לכך שמחשב בגודל של חדר שלם
00:19
now fits in your pocket.
עכשיו נכנס בכיס שלכם.
00:23
You might say the future is small.
אתם אולי אומרים שהעתיד קטן.
00:26
As an engineer,
כמהנדסת,
00:29
I'm inspired by this miniaturization
revolution in computers.
אני מקבלת השראה ממהפכת ההזערה במחשבים.
00:30
As a physician,
כרופאה,
00:34
I wonder whether we could use it
to reduce the number of lives lost
אני תוהה אם נוכל להשתמש בזה
כדי להפחית את מספר מקרי המוות
00:36
due to one of the fastest-growing
diseases on Earth:
בשל אחת המחלות שמתפשטות
בקצב הכי מהיר על כדור הארץ:
00:41
cancer.
סרטן.
00:46
Now when I say that,
עכשיו כשאני אומרת את זה,
00:47
what most people hear me say
is that we're working on curing cancer.
מה שרוב האנשים שומעים אותי אומרת
הוא שאנחנו עובדים על האפשרות לרפא סרטן.
00:48
And we are.
ואנחנו עושים את זה.
00:52
But it turns out
אבל מסתבר
00:53
that there's an incredible
opportunity to save lives
שיש הזדמנות מדהימה להציל חיים
00:55
through the early detection
and prevention of cancer.
דרך זיהוי מוקדם ומניעה של סרטן.
00:57
Worldwide, over two-thirds of deaths
due to cancer are fully preventable
בעולם בכלל, יותר משני שלישים ממקרי המוות
בשל סרטן, ברות מניעה לחלוטין
01:01
using methods that we already
have in hand today.
בשימוש בשיטות שכבר יש לנו כיום.
01:07
Things like vaccination, timely screening
דברים כמו חיסון, סקירה בזמן
01:10
and of course, stopping smoking.
וכמובן, הפסקת עישון.
01:13
But even with the best tools
and technologies that we have today,
אבל אפילו עם הכלים והטכנולוגיות
הטובים ביותר שיש לנו היום,
01:16
some tumors can't be detected
כמה גידולים לא ניתן לזהות
01:19
until 10 years after
they've started growing,
עד 10 שנים אחרי שהם התחילו לגדול,
01:22
when they are 50 million
cancer cells strong.
כשהם בגודל של 50 מליון תאים סרטניים.
01:25
What if we had better technologies
מה אם היו לנו טכנולוגיות טובות יותר
01:30
to detect some of these more
deadly cancers sooner,
לזהות כמה מסוגי הסרטן
היותר קטלניים, מוקדם יותר,
01:31
when they could be removed,
כשניתן יהיה להסיר אותם,
01:35
when they were just getting started?
כשהם רק מתחילים?
01:36
Let me tell you about how
miniaturization might get us there.
תנו לי לספר לכם על איך הזערה
אולי תוכל לעזור לנו פה.
01:38
This is a microscope in a typical lab
זה מיקרוסקופ במעבדה טיפוסית
01:43
that a pathologist would use
for looking at a tissue specimen,
שפתולוגים ישתמשו בו להביט על דגימות רקמה,
01:45
like a biopsy or a pap smear.
כמו ביופסיה או משטח פאפ.
01:49
This $7,000 microscope
המיקרוסקופ הזה שעולה 7,000$
01:51
would be used by somebody
with years of specialized training
יהיה בשימוש על ידי מישהו
עם שנים של הכשרה מיוחדת
01:54
to spot cancer cells.
כדי לזהות תאים סרטניים.
01:57
This is an image from a colleague
of mine at Rice University,
זו תמונה מקולגה שלי באוניברסיטת רייס,
02:00
Rebecca Richards-Kortum.
רבקה ריצ'ארדס-קורטום.
02:03
What she and her team have done
is miniaturize that whole microscope
מה שהיא והצוות שלה עשו
זה להקטין את כל המיקרוסקופ
02:04
into this $10 part,
לחלק של 10$,
02:08
and it fits on the end
of an optical fiber.
והוא מתאים בקצה של סיב אופטי.
02:10
Now what that means is instead
of taking a sample from a patient
עכשיו מה שזה אומר
זה שבמקום לקחת דגימה מחולה
02:13
and sending it to the microscope,
ולשלוח אותה למיקרוסקופ,
02:17
you can bring the microscope
to the patient.
אתם יכולים להביא את המיקרוסקופ לחולה.
02:19
And then, instead of requiring
a specialist to look at the images,
ואז, במקום לדרוש ממומחה להביט בתמונות,
02:22
you can train the computer to score
normal versus cancerous cells.
אתם יכולים לאמן את המחשב
לדרג תאים נורמליים מול סרטניים.
02:26
Now this is important,
עכשיו זה חשוב,
02:32
because what they found
working in rural communities,
בגלל מה שהם גילו בעבודה בקהילות כפריות,
02:33
is that even when they have
a mobile screening van
זה שאפילו כשיש להם וואן סריקה נייד
02:36
that can go out into the community
and perform exams
שיכול לצאת לקהילה ולבצע בדיקות
02:39
and collect samples
ולאסוף דוגמיות
02:42
and send them to the central
hospital for analysis,
ולשלוח אותן לבית החולים המרכזי לבדיקה,
02:43
that days later,
שימים מאוחר יותר,
02:47
women get a call
with an abnormal test result
נשים מקבלות טלפון עם תוצאות בדיקה חריגות
02:48
and they're asked to come in.
והן מתבקשות להגיע.
02:51
Fully half of them don't turn up
because they can't afford the trip.
חצי מהן לא מגיעות בגלל שהן לא יכולות
להרשות לעצמן את הנסיעה.
02:52
With the integrated microscope
and computer analysis,
עם מיקרוסקופ משולב וניתוח ממוחשב,
02:57
Rebecca and her colleagues
have been able to create a van
רבקה והקולגות שלה היו מסוגלים ליצור וואן
03:01
that has both a diagnostic setup
and a treatment setup.
שיש לו גם את ציוד האבחון
וגם את יכולת הטיפול.
03:04
And what that means
is that they can do a diagnosis
ומה שזה אומר זה שהם יכולים לאבחן
03:07
and perform therapy on the spot,
ולבצע טיפול במקום,
03:10
so no one is lost to follow up.
כך שאף אחד לא אובד למעקב מאוחר.
03:13
That's just one example of how
miniaturization can save lives.
זו רק דוגמה אחת לאיך הזערה
יכולה להציל חיים.
03:15
Now as engineers,
עכשיו כמהנדסים,
03:20
we think of this
as straight-up miniaturization.
אנחנו חושבים על זה כהזערה ישירה.
03:21
You took a big thing
and you made it little.
אתם לוקחים דבר גדול ועושים אותו קטן.
03:24
But what I told you before about computers
אבל מה שאמרתי לכם לפני כן על מחשבים
03:26
was that they transformed our lives
היה שהם שינו את חיינו
03:28
when they became small enough
for us to take them everywhere.
כשהם הפכו לקטנים מספיק בשבילנו
כדי לקחת אותם לכל מקום.
03:31
So what is the transformational
equivalent like that in medicine?
אז מהי המקבילה משנת הסדרים כזו ברפואה?
03:35
Well, what if you had a detector
ובכן, מה אם היה לכם גלאי
03:40
that was so small that it could
circulate in your body,
שהיה כל כך קטן שהוא היה יכול
לנוע בתוך גופכם,
03:43
find the tumor all by itself
למצוא את הגידול בעצמו
03:47
and send a signal to the outside world?
ולשלוח אות לעולם החיצוני?
03:50
It sounds a little bit
like science fiction.
זה נשמע מעט כמו מדע בדיוני.
03:53
But actually, nanotechnology
allows us to do just that.
אבל למעשה, ננו טכנולוגיה מאפשרת לנו
לעשות בדיוק את זה.
03:55
Nanotechnology allows us to shrink
the parts that make up the detector
ננו טכנולוגיה מאפשרת לנו
לכווץ את החלקים שיוצרים את הגלאי
03:59
from the width of a human hair,
מרוחב של שערת אדם,
04:04
which is 100 microns,
שהיא 100 מיקרונים,
04:06
to a thousand times smaller,
לפי אלף קטן יותר,
04:07
which is 100 nanometers.
שזה 100 ננומטר.
04:10
And that has profound implications.
ויש לזה השלכות משמעותיות.
04:12
It turns out that materials
actually change their properties
מסתבר שהחומרים למעשה משנים את התכונות שלהם
04:15
at the nanoscale.
בקנה המידה הננומטרי.
04:19
You take a common material like gold,
אתם לוקחים חומר רגיל כמו זהב,
04:21
and you grind it into dust,
into gold nanoparticles,
וטוחנים אותו לאבק, לננו חלקיקים של זהב,
04:23
and it changes from looking
gold to looking red.
וזה משתנה ממראה מוזהב למראה אדום.
04:27
If you take a more exotic material
like cadmium selenide --
אם אתם לוקחים חומר יותר אקזוטי
כמו קדמיום סלנייד --
04:31
forms a big, black crystal --
שיוצר גביש גדול ושחור --
04:34
if you make nanocrystals
out of this material
אם אתם לוקחים ננוקריסטלים של החומר הזה
04:37
and you put it in a liquid,
ואתם שמים אותם בנוזל,
04:39
and you shine light on it,
ואתם מאירים עליהם,
04:41
they glow.
הם זוהרים.
04:43
And they glow blue, green,
yellow, orange, red,
והם זוהרים בכחול, ירוק, צהוב, כתום, אדום,
04:44
depending only on their size.
תלוי רק בגודל שלהם.
04:50
It's wild! Can you imagine an object
like that in the macro world?
זה מטורף! אתם יכולים לדמיין
עצם כמו זה בעולם המאקרו?
04:52
It would be like all the denim jeans
in your closet are all made of cotton,
זה יהיה כאילו כל הג'ינסים הכחולים
בארון שלכם עשויים כותנה,
04:56
but they are different colors
depending only on their size.
אבל הם בצבעים שונים תלוי בגודל שלהם.
05:03
(Laughter)
(צחוק)
05:08
So as a physician,
אז כרופאה,
05:10
what's just as interesting to me
מה שמעניין אותי
05:12
is that it's not just
the color of materials
זה שזה לא רק הצבע של החומר
05:14
that changes at the nanoscale;
שמשתנה בגדלי הננו;
05:17
the way they travel
in your body also changes.
הדרך שהוא נע בגוף שלכם גם משתנה,
05:19
And this is the kind of observation
that we're going to use
וזו האבחנה בה אנחנו עומדים להשתמש
05:23
to make a better cancer detector.
כדי ליצור זיהוי סרטן טוב יותר.
05:25
So let me show you what I mean.
אז תנו לי להראות לכם למה אני מתכוונת.
05:28
This is a blood vessel in the body.
זה כלי דם בגוף.
05:30
Surrounding the blood vessel is a tumor.
סביב כלי הדם יש גידול.
05:32
We're going to inject nanoparticles
into the blood vessel
אנחנו עומדים להזריק
ננו חלקיקים לתוך תא הדם
05:35
and watch how they travel
from the bloodstream into the tumor.
ולצפות איך הם נעים מזרם הדם לגידול.
05:38
Now it turns out that the blood vessels
of many tumors are leaky,
עכשיו מסתבר שכלי הדם
של הרבה גידולים דולפים,
05:43
and so nanoparticles can leak out
from the bloodstream into the tumor.
וכך ננו חלקיקים יכולים לדלוף החוצה
מזרם הדם לתוך הגידול.
05:47
Whether they leak out
depends on their size.
הדליפה שלהם תלויה בגודל שלהם.
05:52
So in this image,
אז בתמונה הזו,
05:56
the smaller, hundred-nanometer,
blue nanoparticles are leaking out,
החלקיקים הכחולים בגודל 100 ננומטר דולפים,
05:57
and the larger, 500-nanometer,
red nanoparticles
והחלקיקים האדומים בגודל 500 ננומטר
06:01
are stuck in the bloodstream.
תקועים במחזור הדם.
06:05
So that means as an engineer,
אז זה אומר שכמהנדסת,
06:06
depending on how big
or small I make a material,
תלוי בכמה גדול או קטן
אנחנו עושים את החלקיק,
06:09
I can change where it goes in your body.
אני יכולה לשנות את המיקום
אליו הוא הולך בגוף.
06:13
In my lab, we recently made
a cancer nanodetector
במעבדה שלי, לאחרונה יצרנו ננו גלאי סרטן
06:17
that is so small that it could travel
into the body and look for tumors.
שהוא כל כך קטן שהוא יכול לנוע
לתוך הגוף ולחפש גידולים.
06:21
We designed it to listen
for tumor invasion:
אנחנו תכננו אותו להאזין לפלישות גידולים:
06:27
the orchestra of chemical signals
that tumors need to make to spread.
התזמורת של אותות כימיים
שגידולים צריכים ליצור כדי להתפשט.
06:31
For a tumor to break out
of the tissue that it's born in,
כדי שגידול יפרוץ מהרקמה בה הוא נולד,
06:36
it has to make chemicals called enzymes
הוא צריך ליצור כימיקלים שנקראים אנזימים
06:39
to chew through
the scaffolding of tissues.
כדי לאכול דרך השלד של הרקמה.
06:42
We designed these nanoparticles
to be activated by these enzymes.
תכננו את הננו חלקיקים להיות מופעלים
על ידי האנזימים האלה.
06:45
One enzyme can activate a thousand
of these chemical reactions in an hour.
אנזים אחד יכול להפעיל
אלפים מהתגובות הכימיות האלו בשעה.
06:51
Now in engineering, we call
that one-to-a-thousand ratio
עכשיו בהנדסה, אנחנו קוראים לזה
יחס של אחד לאלף
06:57
a form of amplification,
צורה של הגברה,
07:01
and it makes something ultrasensitive.
וזה יוצר משהו אולטרה רגיש.
07:02
So we've made an ultrasensitive
cancer detector.
אז יצרנו גלאי סרטן אולטה רגיש.
07:04
OK, but how do I get this activated
signal to the outside world,
אוקיי, אבל איך אנחנו מעבירים
את האותות המופעלים האלה לעולם החיצון,
07:09
where I can act on it?
שם אני יכולה לפעול עליו?
07:14
For this, we're going to use
one more piece of nanoscale biology,
בשביל זה, אנחנו עומדים להשתמש
בפיסה נוספת של ביולוגיה בקנה מידה ננומטרי,
07:15
and that has to do with the kidney.
וזה קשור לכליות.
07:19
The kidney is a filter.
הכליות הן מסנן,
07:21
Its job is to filter out the blood
and put waste into the urine.
העבודה שלהן היא לסנן את הדם
ולהעביר את הפסולת לשתן.
07:23
It turns out that what the kidney filters
מסתבר שמה שהכליות מסננות
07:29
is also dependent on size.
גם תלוי בגודל.
07:31
So in this image, what you can see
אז בתמונה הזו, מה שאתם יכולים לראות
07:34
is that everything smaller
than five nanometers
זה שכל מה שקטן מחמישה ננומטרים
07:36
is going from the blood,
through the kidney, into the urine,
עובר מהדם, דרך הכליות, לשתן,
07:39
and everything else
that's bigger is retained.
וכל השאר שגדול מזה נשאר.
07:44
OK, so if I make a 100-nanometer
cancer detector,
אוקיי, אז יצרתי גלאי סרטן
בגודל 100 ננומטר,
07:47
I inject it in the bloodstream,
אני מזריקה אותו למחזור הדם,
07:52
it can leak into the tumor
where it's activated by tumor enzymes
הוא יכול לדלוף לגידול
שם הוא מופעל על ידי אנזימי הגידול
07:54
to release a small signal
כדי לשחרר אות קטן
08:00
that is small enough to be
filtered out of the kidney
שהוא קטן מספיק כדי להיות מסונן מחוץ לכליות
08:02
and put into the urine,
ולתוך השתן,
08:05
I have a signal in the outside world
that I can detect.
יש לי אות בעולם החיצון שאני יכולה לזהות.
08:07
OK, but there's one more problem.
אוקיי, אבל יש עוד בעיה.
08:12
This is a tiny little signal,
זה אות קטן וזעיר,
08:14
so how do I detect it?
אז איך אנחנו מזהים אותו?
08:16
Well, the signal is just a molecule.
ובכן, האות הוא רק מולקולה.
08:18
They're molecules
that we designed as engineers.
הן מולקולות שאנחנו תכננו כמהנדסים.
08:20
They're completely synthetic,
and we can design them
הן סינטטיות לחלוטין,
ואנחנו יכולים לתכנן אותן
08:23
so they are compatible
with our tool of choice.
כך שהן יהיו מתאימות לכלי הבחירה שלנו.
08:26
If we want to use a really
sensitive, fancy instrument
אם אנחנו רוצים להשתמש בכלי ממש רגיש
08:30
called a mass spectrometer,
שנקרא ספקטרומטר מאסה,
08:33
then we make a molecule
with a unique mass.
אז אנחנו יוצרים מולקולה עם מאסה יחודית.
08:35
Or maybe we want make something
that's more inexpensive and portable.
או אולי אנחנו רוצים משהו שיותר זול ונייד.
08:38
Then we make molecules
that we can trap on paper,
אז אנחנו יוצרים מולקולות
שיכולות להלכד על נייר,
08:42
like a pregnancy test.
כמו בדיקת הריון.
08:46
In fact, there's a whole
world of paper tests
למעשה, יש עולם שלם של מבחני נייר
08:47
that are becoming available
in a field called paper diagnostics.
שהופכים לזמינים בשדה שנקרא אבחון נייר.
08:50
Alright, where are we going with this?
בסדר, לאן אנחנו הולכים עם זה?
08:55
What I'm going to tell you next,
מה שאני עומדת לספר לכם עכשיו,
08:58
as a lifelong researcher,
כחוקרת לטווח ארוך,
09:00
represents a dream of mine.
מייצג חלום שלי.
09:02
I can't say that's it's a promise;
אני לא יכולה להגיד שזו הבטחה;
09:04
it's a dream.
זה חלום.
09:06
But I think we all have to have dreams
to keep us pushing forward,
אבל אני חושבת שכולנו צריכים חלומות
להמשיך לדחוף אותנו קדימה,
09:08
even -- and maybe especially --
cancer researchers.
גם -- ואולי בעיקר -- חוקרי סרטן.
09:11
I'm going to tell you what I hope
will happen with my technology,
אני עומדת לספר לכם מה אני מקווה
שיקרה לטכנולוגיה שלי,
09:15
that my team and I will put
our hearts and souls
שהצוות שלי ואני נקדיש לכך את הלב והנשמה
09:19
into making a reality.
כדי להפוך אותה למציאות.
09:23
OK, here goes.
אוקיי, הנה זה.
09:25
I dream that one day,
אני חולמת שיום אחד,
09:27
instead of going into
an expensive screening facility
במקום ללכת למתקן סריקה יקר
09:30
to get a colonoscopy,
לעבור קולונוסקופיה,
09:33
or a mammogram,
או ממוגרמה,
09:35
or a pap smear,
או משטח פאפ,
09:36
that you could get a shot,
תוכלו לקבל זריקה,
09:38
wait an hour,
לחכות שעה,
09:40
and do a urine test on a paper strip.
ולעשות בדיקת שתן על פיסת נייר.
09:42
I imagine that this could even happen
אני מדמיינת שזה יוכל להתרחש אפילו
09:45
without the need for steady electricity,
בלי הצורך לחשמל סדיר,
09:48
or a medical professional in the room.
או מומחה רפואי בחדר.
09:51
Maybe they could be far away
אולי הם יוכלו להיות מרוחקים
09:53
and connected only by the image
on a smartphone.
ולהתחבר רק על ידי תמונה בטלפון החכם.
09:55
Now I know this sounds like a dream,
עכשיו אני יודעת שזה נשמע חלום,
09:58
but in the lab we already
have this working in mice,
אבל במעבדה שלי
כבר יש לנו את זה עובד בעכברים,
10:00
where it works better
than existing methods
שם זה עובד טוב יותר מהשיטות הקיימות
10:03
for the detection of lung,
colon and ovarian cancer.
לגילוי סרטן ריאות, מעי ושחלות.
10:05
And I hope that what this means
ואני מקווה שמה שזה אומר
10:10
is that one day we can
detect tumors in patients
זה שיום אחד נוכל לזהות גידולים בחולים
10:12
sooner than 10 years
after they've started growing,
פחות מ 10 שנים אחרי שהם התחילו לגדול,
10:18
in all walks of life,
בכל תחומי החיים,
10:21
all around the globe,
מסביב לכל העולם,
10:23
and that this would lead
to earlier treatments,
וזה יוביל לטיפול מוקדם יותר,
10:25
and that we could save more lives
than we can today,
ושנוכל להציל יותר חיים
משאנחנו יכולים היום,
10:28
with early detection.
עם זיהוי מוקדם.
10:31
Thank you.
תודה לכם.
10:33
(Applause)
(מחיאות כפיים)
10:34
Translated by Ido Dekkers
Reviewed by zeeva Livshitz

▲Back to top

About the speaker:

Sangeeta Bhatia - Physician, bioengineer and entrepreneur
Sangeeta Bhatia is a cancer researcher, MIT professor and biotech entrepreneur who works to adapt technologies developed in the computer industry for medical innovation.

Why you should listen

Trained as both a physician and engineer at Harvard, MIT, and Brown University, Sangeeta Bhatia leverages 'tiny technologies' of miniaturization to yield inventions with new applications in tissue regeneration, stem cell differentiation, medical diagnostics, predictive toxicology and drug delivery. She and her trainees have launched more than 10 biotechnology companies to improve human health.

Bhatia has received many honors including the Lemelson-MIT Prize, known as the 'Oscar for inventors,' and the Heinz Medal for groundbreaking inventions and advocacy for women in STEM fields. She is a Howard Hughes Medical Institute Investigator, the Director of the Marble Center for Cancer Nanomedicine at the Koch Institute for Integrative Cancer Research and an elected member of the National Academy of Engineering, the American Academy of Arts and Science and Brown University's Board of Trustees.

More profile about the speaker
Sangeeta Bhatia | Speaker | TED.com