TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
Джошуа Смит: Новая нанотехнология для раннего выявления рака
Filmed:
Readability: 6.3
1,060,909 views
Что, если бы в каждом доме была система раннего обнаружения рака? Исследователь Джошуа Смит разрабатывает нанобиотехнологию «оповещения о раке», которая выискивает следы заболевания в форме особых биомаркеров, называемых экзосомами. В выступлении он пытается заглянуть в будущее и делится своей мечтой о том, как мы могли бы кардинально изменить процесс выявления рака и в конечном счёте сохранить жизни.
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
«У вас 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
К сожалению, примерно 40% из нас
услышат эти слова в течение своей жизни,
услышат эти слова в течение своей жизни,
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
и половина из них не выживет.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
То есть у двоих из пяти ваших
ближайших друзей и родственников
ближайших друзей и родственников
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
будет диагностирована
та или иная форма рака,
та или иная форма рака,
00:35
and one will die.
5
23320
1480
и один из них умрёт.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
Помимо физических страданий,
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
примерно треть из выживших
после рака здесь, в США,
после рака здесь, в США,
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
влезут в долги из-за лечения.
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
Среди них вероятность банкротства
как минимум в 2,5 раза выше,
как минимум в 2,5 раза выше,
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
чем среди тех, у кого не было рака.
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
Эта болезнь влияет на все аспекты жизни.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
Она эмоционально изнуряющая
00:55
and, for many,
13
43680
1216
и для многих
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
финансово разрушительная.
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
Но диагноз рака не должен быть
смертным приговором.
смертным приговором.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
Раннее обнаружение рака,
вскоре после его зарождения, —
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
один из важнейших факторов
улучшения возможностей лечения,
улучшения возможностей лечения,
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
снижения эмоциональной нагрузки
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
и уменьшения финансового бремени.
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
Что важнее всего,
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
раннее обнаружение рака —
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
а это одна из основных целей
моего исследования —
моего исследования —
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
значительно повышает шансы на выживание.
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
Если, например, взглянуть
на этот случай рака груди,
на этот случай рака груди,
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
видно, что у тех, у кого диагностика
и лечение проведены на первой стадии,
и лечение проведены на первой стадии,
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
коэффициент 5-летней выживаемости
почти 100% —
почти 100% —
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
и этот шанс снижается до всего 22%,
если лечение начато на четвёртой стадии.
если лечение начато на четвёртой стадии.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
Схожие тенденции обнаруживают
для рака прямой кишки и яичников.
для рака прямой кишки и яичников.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
Итак, мы знаем, что ранняя
и точная диагностика
и точная диагностика
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
критически важна для выживания.
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
Проблема в том, что многие
методы диагностики рака инвазивны,
методы диагностики рака инвазивны,
01:59
costly,
33
107440
1216
дороги,
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
часто неточны
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
и могут требовать чудовищного количества
времени для получения результатов.
времени для получения результатов.
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
Что ещё хуже, для некоторых форм рака,
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
таких как рак яичников, печени
или поджелудочной железы,
или поджелудочной железы,
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
хороших методов скрининга
просто не существует,
просто не существует,
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
то есть часто люди ждут, пока не проявятся
физические симптомы,
физические симптомы,
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
которые служат показателями
уже поздних стадий заболевания.
уже поздних стадий заболевания.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
Это как ураган в местности, где нет
системы раннего предупреждения:
системы раннего предупреждения:
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
отсутствует предостерегающий сигнал
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
об опасности, которая
уже у вашего крыльца,
уже у вашего крыльца,
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
и ваши шансы на выживание сильно понижены.
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
Если бы у нас были удобные методы
для регулярного скрининга —
для регулярного скрининга —
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
недорогие, неинвазивные
и дающие результаты намного быстрее —
и дающие результаты намного быстрее —
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
то мы получили бы грозное оружие
для борьбы с раком.
для борьбы с 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
А ранее оповещение об опасности
позволило бы опережать болезнь,
позволило бы опережать болезнь,
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
а не просто следовать
за её неумолимым развитием.
за её неумолимым развитием.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
Именно этим я и занимаюсь.
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
В течение последних 3 лет
я разрабатываю технологии,
я разрабатываю технологии,
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
которые смогут помочь врачам
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
проводить быструю диагностику рака
на ранних этапах.
на ранних этапах.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
Мною движет глубокая научная
любознательность
любознательность
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
и страстное желание изменить
эту статистику.
эту статистику.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
Однако в последний год
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
борьба стала намного более личной,
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
когда у моей жены
диагностировали рак груди.
диагностировали рак груди.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
Этот опыт добавил сильную
и неожиданную эмоциональную окраску
и неожиданную эмоциональную окраску
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
моим попыткам.
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
Я по своему опыту знаю, насколько лечение
может изменить образ жизни,
может изменить образ жизни,
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
и я знаком с эмоциональным опустошением,
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
которое рак может вызвать в семье
и которое в нашем случае затронуло
наших двух дочерей.
наших двух дочерей.
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
Поскольку мы обнаружили болезнь рано,
с помощью рядовой маммограммы,
с помощью рядовой маммограммы,
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
то смогли сфокусироваться
на вариантах лечения
на вариантах лечения
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
локализованной опухоли,
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
что ещё больше убедило меня
в важности ранней диагностики.
в важности ранней диагностики.
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
В отличие от других форм рака,
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
рак груди действительно можно выявлять
рано с помощью маммограммы.
рано с помощью маммограммы.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
Но не всем её делают,
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
или рак груди может развиться
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
до того возраста, когда рекомендуется
делать маммограмму.
делать маммограмму.
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
Так что возможностей
для улучшений достаточно,
для улучшений достаточно,
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
даже если для рака есть методы скрининга,
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
и, конечно же, если для рака
таких методов нет.
таких методов нет.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
Основная задача для исследователей рака —
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
разработать методы,
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
которые сделают регулярный скрининг
на множество типов рака
на множество типов рака
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
намного более доступным.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
Представьте, что
во время регулярной проверки
во время регулярной проверки
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
врач сможет взять образец, не требующий
проникновения в организм, —
проникновения в организм, —
образец мочи или биоптат другой жидкости —
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
и выдать вам результаты ещё до того
как вы покинете его кабинет.
как вы покинете его кабинет.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
Такая технология могла бы
резко сократить количество людей,
резко сократить количество людей,
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
у которых рак не был выявлен
на ранних стадиях.
на ранних стадиях.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
Моя исследовательская команда
инженеров и биохимиков
инженеров и биохимиков
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
работает именно над этой задачей.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
Мы работаем над методами повышения частоты
раннего предупреждения об опасности рака
раннего предупреждения об опасности рака
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
с помощью проведения регулярных скринингов
с момента, когда человек ещё здоров,
с момента, когда человек ещё здоров,
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
чтобы можно было принять меры для
остановки рака в момент его возникновения,
остановки рака в момент его возникновения,
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
до того как опухоль
начнёт прогрессировать.
начнёт прогрессировать.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
Наши «серебряные пули» —
это крошечные частицы,
это крошечные частицы,
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
маленькие спасательные капсулы, постоянно
выделяемые клеткой, — экзосомы.
выделяемые клеткой, — экзосомы.
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
Экзосомы — важные биомаркеры,
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
обеспечивающие систему раннего
предупреждения о развитии рака.
предупреждения о развитии рака.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
И поскольку их очень много
практически в любой жидкости организма,
практически в любой жидкости организма,
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
в том числе в крови, моче и слюне,
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
они весьма привлекательные объекты
для неинвазивной биопсии жидкостей.
для неинвазивной биопсии жидкостей.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
Есть только одна проблема.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
Автоматизированной системы для быстрой
сортировки этих важных биомаркеров
сортировки этих важных биомаркеров
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
в настоящее время нет.
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
Мы создали технологию,
которую называем nano-DLD
которую называем nano-DLD
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
и которая может делать следующее:
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
автоматизированное выделение экзосом
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
для быстрой диагностики рака.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
Экзосомы — новейшее оружие
раннего предупреждения, если хотите,
раннего предупреждения, если хотите,
которое появится на переднем крае
биопсии жидкостей.
биопсии жидкостей.
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
И они очень-очень маленькие.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
Их диаметр всего 30–150 нанометров.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
Это так мало,
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
что в один эритроцит может поместиться
примерно миллион экзосом.
примерно миллион экзосом.
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
Это разница примерно
как между мячиком для гольфа
как между мячиком для гольфа
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
и маленькой песчинкой.
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
Хотя считалось, что они представляют собой
мини-ведёрки для отходов клетки,
мини-ведёрки для отходов клетки,
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
было обнаружено,
что клетки активно общаются,
что клетки активно общаются,
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
выделяя и поглощая эти экзосомы,
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
которые содержат поверхностные рецепторы,
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
белки и другой генетический материал
той клетки, в которой образовались.
той клетки, в которой образовались.
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
После поглощения соседней клеткой
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
экзосомы высвобождают своё содержимое
в принимающую клетку
в принимающую клетку
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
и могут дать начало фундаментальным
изменениям экспрессии генов —
изменениям экспрессии генов —
06:58
some good,
123
406280
1216
иногда хорошим,
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
и вот здесь, где возникает рак,
07:01
some bad.
125
409280
1576
плохим.
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
Поскольку они окружены
мембраной материнской клетки
мембраной материнской клетки
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
и содержат частицу её содержимого,
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
они дают генетический «снимок», отражающий
здоровье и происхождение той клетки.
здоровье и происхождение той клетки.
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
Все эти качества делают экзосомы
бесценными источниками информации,
бесценными источниками информации,
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
которые, возможно, позволят врачам
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
изучить ваше здоровье на клеточном уровне.
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
Однако, чтобы рано обнаружить рак,
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
вы должны часто улавливать эту информацию,
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
чтобы определить, когда вызывающие рак
смутьяны в вашем организме
смутьяны в вашем организме
решат начать «государственный переворот»,
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
именно поэтому так важен
регулярный скрининг,
регулярный скрининг,
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
и поэтому мы разрабатываем технологии,
которые позволят его проводить.
которые позволят его проводить.
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
Хотя первые методы диагностики на основе
экзосом появились на рынке в этом году,
экзосом появились на рынке в этом году,
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
они ещё мало распространены
в здравоохранении.
в здравоохранении.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
Помимо того, что они только появились,
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
их широкому распространению мешает
ещё один фактор:
ещё один фактор:
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
в настоящее время не существует системы
автоматизированного выделения экзосом,
автоматизированного выделения экзосом,
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
которая сделала бы регулярный скрининг
экономически доступным.
экономически доступным.
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
Сегодняшний «золотой стандарт»
для выделения экзосом
для выделения экзосом
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
включает ультрацентрифугирование,
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
процесс, требующий дорогого
лабораторного оборудования,
лабораторного оборудования,
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
обученных лаборатнов
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
и примерно 30 часов для обработки образца.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
Мы прибегли к другому подходу
для автоматизации выделения экзосом
для автоматизации выделения экзосом
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
из таких образцов, как моча.
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
Мы используем основанную на чипах методику
непрерывного разделения в потоке,
непрерывного разделения в потоке,
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
названную методикой детерминированного
бокового смещения.
бокового смещения.
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
Нам удалось сделать с ней то,
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
что индустрия полупроводников успешно
делала в течение последних 50 лет.
делала в течение последних 50 лет.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
Мы уменьшили масштаб этой технологии
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
с микронного до истинного нанометрового.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
Итак, как же она работает?
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
Вкратце,
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
множество крошечных столбиков,
разделённых нанометровыми промежутками,
разделённых нанометровыми промежутками,
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
расположены таким образом,
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
что система делит жидкость на потоки,
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
при этом более крупные, связанные с раком,
наночастицы отделяются
наночастицы отделяются
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
в результате перенаправления их в сторону
от более мелких, «более здоровых»,
от более мелких, «более здоровых»,
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
которые, в отличие от крупных частиц,
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
огибают столбики
и двигаются зигзагообразно
и двигаются зигзагообразно
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
в направлении потока жидкости.
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
В итоге происходит полное разделение
частиц двух этих типов.
частиц двух этих типов.
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
Этот процесс разделения
можно представить себе
можно представить себе
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
как движение по шоссе, которое разделяется
на две дороги,
на две дороги,
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
при этом одна дорога уходит
в горный тоннель с малым запасом высоты,
в горный тоннель с малым запасом высоты,
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
а другая идёт в обход горы.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
Здесь маленькие машины могут проходить
через тоннель,
через тоннель,
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
а большие грузовики, возможно,
везущие опасные материалы,
везущие опасные материалы,
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
вынуждены ехать по обходной дороге.
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
Поток машин эффективно разделяется
по размеру и содержимому груза
по размеру и содержимому груза
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
без создания препятствий для этого потока.
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
И именно так работает наша система
в гораздо меньших масштабах.
в гораздо меньших масштабах.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
Идея состоит в том,
чтобы процесс разделения для скрининга
чтобы процесс разделения для скрининга
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
был столь же прост, как обработка
образца мочи, крови или слюны,
образца мочи, крови или слюны,
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
и этого реально достичь в течение
следующих нескольких лет.
следующих нескольких лет.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
В конечном счёте это можно применять для
выделения и обнаружения целевых экзосом,
выделения и обнаружения целевых экзосом,
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
связанных с определённым типом рака,
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
обнаруживая их и сообщая о них
в течение нескольких минут.
в течение нескольких минут.
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
Это сделает быструю диагностику
фактически безболезненной.
фактически безболезненной.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
В широком смысле
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
способность разделять
и концентрировать биомаркеры
и концентрировать биомаркеры
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
с наномасштабной точностью
и в автоматическом режиме
и в автоматическом режиме
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
открывает возможности для лучшего
понимания таких болезней, как рак,
понимания таких болезней, как рак,
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
а применение может быть в диапазоне
от подготовки образцов до диагностики
от подготовки образцов до диагностики
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
и от контроля устойчивости
к препаратам до терапии.
к препаратам до терапии.
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
Ещё до того как моя жена заболела раком,
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
я мечтал облегчить автоматизацию
этого процесса,
этого процесса,
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
чтобы сделать регулярный скрининг
доступнее,
доступнее,
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
так же как Генри Форд
сделал автомобиль доступным
сделал автомобиль доступным
10:47
to the general population
195
635720
1576
широким слоям общества,
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
изобретя конвейерную сборку.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
Автоматизация — ключ к доступности.
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
По аналогии с мечтой президента Гувера
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
«цыпленка в каждую кастрюлю
и автомобиль в каждый гараж»,
и автомобиль в каждый гараж»,
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
мы разрабатываем технологию,
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
которая могла бы в конечном счёте снабдить
системой раннего обнаружения рака
системой раннего обнаружения рака
11:06
in every home.
202
654360
1200
каждый дом.
Это дало бы каждому
мужчине, женщине и ребёнку
мужчине, женщине и ребёнку
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
возможность регулярно проводить проверку,
пока они ещё здоровы,
пока они ещё здоровы,
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
и обнаруживать рак,
когда он только-только появился.
когда он только-только появился.
На это я надеюсь и об этом мечтаю,
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
чтобы помочь людям во всём мире
избежать высоких затрат —
избежать высоких затрат —
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
физических, финансовых и эмоциональных —
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
с которыми сталкиваются
раковые больные сегодня,
раковые больные сегодня,
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
тех трудностей,
с которыми я хорошо знаком сам.
с которыми я хорошо знаком сам.
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
Я также рад сообщить, что поскольку у
моей жены рак обнаружили на раннем этапе,
моей жены рак обнаружили на раннем этапе,
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
её лечение было успешным,
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
и сейчас, слава богу, у неё нет рака.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(Аплодисменты)
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
Это тот исход, которого я желал бы всем,
у кого диагностирован рак.
у кого диагностирован рак.
С учётом той работы,
которую моя команда уже провела
которую моя команда уже провела
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
в области разделения биомаркеров
в наномасштабах
в наномасштабах
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
для быстрой ранней диагностики рака,
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
я оптимистично полагаю,
что в течение десяти лет
что в течение десяти лет
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
технология такого типа станет доступной,
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
помогая защитить наших друзей,
наши семьи и будущие поколения.
наши семьи и будущие поколения.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
Даже если нам не повезло
и у нас обнаружили рак,
и у нас обнаружили рак,
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
раннее оповещение
даст надежду на выздоровление.
даст надежду на выздоровление.
12:18
Thank you.
224
726280
1216
Спасибо!
12:19
(Applause)
225
727520
5789
(Аплодисменты)
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