[قوّم مستقبلك]
[SHAPE YOUR FUTURE]
(صوت صفعة) صرحة ألم!
(Slam) Ow!
وكأن شخصًا ما صدم إصبع قدمه في الظلام أو قضى ساعة يبحث عن مفاتيحه غالبًا ما نكون محددين بما نستطيع رؤيته أو ما لا نستطيع رؤيته. في الحقيقة، يمكن لأجسامنا أن تكون صناديق سوداء.
As anyone who’s stubbed a toe in the dark or spent an hour searching for their keys knows we're often limited by what we can or cannot see. In fact, even our own bodies can be black boxes.
أريد اليوم أن آخذكم من خلال رؤية للرعاية الصحية التي يصنعها العلماء والمهندسين بما فيهم أنا. نعمل على إحداث مختبر تشخيص داخل جسمك يمكنه توفير تحليل مستمر لصحتك حتى نستطيع رؤية ماذا يحدث للمرضى بشكل أفضل.
Today, I want to take you through a vision of health care that scientists and engineers, myself included, are building. We are creating a diagnostic lab inside your body that can provide a continuous analysis of your health so that we can better see what's happening in patients.
حاليًا، إذا مرض شخص ما، قد نقوم بتشخيصه باستخدام الخزعة وذلك باستخراج أنسجة مريضة خارج الجسم حيث يمكننا رؤيتها. نقوم بعمل هذا إذا كنا نشك، مثلًا، أن نمو الأنسجة قد يكون سرطانيًا. للأسف الشديد، لا تعمل هذه الطريقة كل الوقت بسبب مشكلتين رئيسيتين: أولًا، بعض الأنسجة: مثل الأدمغة والحبال الشوكية، لا يمكن فحصها كخزعة بشكل عادي. وثانيًا، لا يعرف الأطباء في معظم الأحيان الأنسجة المسببة للمشكلة، ولا يعرفون أي أنسجة تحتاج إلى خزعة. لحتى الآن، تعاملنا مع هذه المسائل باستخدام اختبارات طبية خارجية، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي واختبارات الدم. توفر هذه نظرة عامة واسعة لصحة المريض، لكن لا تستطيع رؤية التغييرات الجزئية والخلوية التي تحدث داخل الأنسجة، ولا توفر بالتأكيد معلومات كافية لمعالجة المرضى بفعالية قبل تطور الأعراض. وهذا مؤسف لأن التغييرات غير المرئية هي المسببة للمرض في النهاية. عدم قدرتنا على قياس هذه التغييرات ينتج عنه تفاوت بين ما نستطيع رؤيته في الاختبار وبين ما نعرف أنه يحدث في المرضى.
Currently, if someone is sick, we may diagnose them by using a biopsy to bring disease tissue outside the body where we can see it. We do this if we suspect, for instance, that a growth might be cancerous. Unfortunately, this approach can't work all the time because of two major problems. First, some tissues, like brains or spinal cords, can't be routinely biopsied. And second, doctors often don't know which tissue is causing the problem, so they don't know what to biopsy. So far, we've dealt with these issues using external medical tests, like MRIs or blood tests. These provide a broad overview of the health of a patient, but they can't see the molecular and cellular changes that occur within tissues, and they certainly can't provide enough information to proactively treat patients before symptoms develop. This is unfortunate because it's these invisible changes that ultimately cause disease. Our inability to measure these changes results in a disparity between what we can see on a test and what we know is happening in patients.
دعنا نتحدث عن مرض التصلب المتعدد كمثال. في التصلب المتعدد الذي يعدُ مرضًا يتعلق بالمناعة الذاتية، يهاجم النظام المناعي نوعين من الأنسجة بالتحديد: الدماغ والحبل الشوكي، ويؤدي إلى إلحاق الضرر وفي بعض الحالات إلى الشلل. حاليًا، لا يمكننا طبعًا كشف التصلب المتعدد بأخذ خزعة من أدمغة الأشخاص بشكل عادي، حيث ستكون وفيرة والخلايا نشطة مسببه للمرض. ولا يمكننا الكشف عنه باستخدام اختبارات الدم لأن الخلايا المسببة للتصلب المتعدد نادرة للغاية وغير نشطة في الدم وببساطة لا يمكننا رؤيتها. حتى أن تقنيات تصوير الدماغ مثل: التصوير بالرنين المغناطيسي لا توفر المعلومات التي نحتاج إليها لنكون متأكدين بشأن مرض التصلب المتعدد.
Let's take multiple sclerosis as an example. In MS, which is an autoimmune disease, the immune system attacks two specific tissues: the brain and the spinal cord, resulting in damage and in some cases, paralysis. Now, we obviously can't catch MS by routinely biopsying people's brains, where there would be abundant and active disease-inducing cells. And we can't catch it using a blood test because the MS-inducing cells are so rare and inactive in the blood that we simply can't see them. Even brain imaging technologies like MRI can't provide the information we need to be proactive about MS.
لذلك نحن بحاجة إلى إعادة التفكير بكيفية رؤيتنا. قررتُ وزملائي في جامعة ميتشغان القيام بذلك فقط. فبدلًا من استخدام طريقة خارجية-داخلية للتشخيص، نستخدم طريقة داخلية-خارجية. نحدثُ أماكن قابلة للزرع لديها أوجه تشابه مع أماكن أخرى في الجسم، وستحسّنُ رؤيتنا عبر منحنا وصولًا في الوقت الحقيقي المناسب للمعلومات الجزيئية والخلوية عن الأنسجة المريضة. ستمكننا هذه الأفكار من التنبؤ بظهور المرض وحتى تحديد العلاجات المحتملة لتعمل مع مريض بشكل منفرد.
So we need to rethink how we see. My coworkers at the University of Michigan and I decided to do just that. Instead of taking an outside-in approach to diagnostics, we're taking an inside-out approach. We are creating implantable sites that have similarities to other sites in the body, and will improve our vision by giving us real-time access to molecular and cellular information about diseased tissues. These insights will enable us to predict the onset of disease and even identify therapies likely to work in an individual patient.
فكيف تبدو هذه الطريقة الداخلية-الخارجية؟ تتمثل الخطوة الأولى في هندسة أنسجة جديدة تحت الجلد فقط. لدى هذه الأنسجة أوجه تشابه مع أماكن يتعذر الوصول إليها في الجسم، مثل الدماغ أو الرئتين. عبر زرع قرص بلاستيكي ذي مسام مصنوع من مواد حيوية توافق عليها إدارة الغذاء والدواء يمكنني استغلال ردة الفعل الطبيعي للجسم للسماح للخلايا بالانتقال إلى القرص، والبقاء حية في المكان وتشكيل النسيج. في النهاية، سنترك مع أنسجة مصممة هندسيًا ومع خلايا مناعية متكاملة، الخلايا التي نحتاج إلى تشخيصها فقط. وهذه الأنسجة أيضًا معقدة وملتهبة بشكل مزمن، وهي حميدة غير مؤذية أيضًا وبعد عدة أسابيع، تصبح غير مرئية تقريبًا. تحتوي أنسجتنا المصممة هندسيًا على معلومات غير موجودة في الدم، ويمكنها المساعدة في سد الثغرة بين ما يمكننا رؤيته عبر اختبار تقليدي والتغييرات الخلوية التي نعرف أنها تحدث عند المرض.
So what does this inside-out approach look like? Step one is to engineer new tissues just under the skin. These tissues have similarities to other inaccessible sites in the body, like the brain or the lungs. By implanting a porous plastic disk made of FDA-approved biomaterials, I can harness the body's natural responses to allow cells to migrate into the disk, survive at the site and form a tissue. Eventually, we're left with an engineered tissue with integrated immune cells, just the cells we need for diagnosis. Although these tissues are complex and chronically inflamed, they're also innocuous and after a few weeks, nearly imperceptible. Our engineered tissues contain information not present in the blood, and they can help bridge the gap between what we can see on a traditional test and cellular changes we know occur in disease.
تتمثل الخطوة الثانية في قراءة هذه الإشارة. حاليًا، يمكنني أخذ خزعة من المكان المصمم هندسيًا وتحليلها لأنني صنعتها قابلة للوصول تحت الجلد فقط. لكن سيكون من الأفضل بالتأكيد لو استطعنا دمج جهاز الاستشعار وقراءته بشكل غير مباشر. في غضون العقد القادم، يمكن تعزيز التقنيات سريعة التقارب للتشخيص مثل الزرع عبر تسخير أجهزة كشف بسيطة، مثل كفية ضغط الدم أو ما تفعله الساعات الذكية حاليًا. آليات تشخيص المرض ورصده يمكن أن تكون بسيطة كفتح تطبيق مثل كاندي كراش باستخدام جهازك الخلوي.
Step two is to read this signal. Currently, I could take a biopsy of my engineered site and analyze it because I made them accessible just under the skin. But it would certainly be better if we could incorporate and read a sensor noninvasively. Within the next decade, rapidly converging technologies could enable diagnosis at such an implant by harnessing simple detectors, like a blood pressure cuff or smartwatch does now. The mechanisms for diagnosing and monitoring disease could be as simple as opening an app, like Candy Crush on your phone.
تتمثل الخطوة الثالثة في الاستفادة من مجموعة ضخمة من المعلومات في مجالات مثل الهندسة وعلم المواد لتحسين هذه الزراعات في الجسم وقدرتنا على قراءة بياناتهم. في النهاية، فإن العشرات وإن لم يكن المئات من الأنسجة المنفردة المصممة هندسيًا مع أجهزة استشعار متكاملة قد تكون قابلة للزرع في تطبيق واحد.
Step three is to harness the huge array of knowledge in fields like engineering and material science to improve these implants and our ability to read their data. Eventually, tens, if not hundreds of individual engineered tissues with integrated sensors may be implantable with a single application.
حاليًا، هذه الطريقة للتشخيص غير عادية، وبالتأكيد، لكنها قوية. استخدمته وزملائي لحتى الآن في تشخيص نماذج من السرطان العضلي، وداء السكري نوع 1 والتصلب المتعدد ورفض زرع عضو في الجسم. لكن يعدُ هذا البداية فقط لما يمكننا رؤيته. مع مواصلة التحسينات، سنكون قادرين حقًا على إنشاء مختبر تشخيص داخل جسمك يوفر تحليلًا مستمرًا لصحتك. عبر تغيير كيفية رؤية ما الذي يحدث في المرضى بشكل خاطىء، سنكون قادرين على تشخيص الأمراض وعلاجها بشكل أفضل وأسرع من أي وقت مضى. إذا رغبت في إعادة التفكير بكيفية ما تراه، قد تتفاجأ بما ستراه.
Now, this approach to diagnosis is unconventional, to be sure, but it is robust. So far, my colleagues and I have used it to diagnose models of metastatic cancer, type 1 diabetes, multiple sclerosis and organ transplant rejection. But this is just the beginning of what we can see. With continuous improvements, we will be able to truly create a diagnostic lab inside your body that provides a continuous analysis of your health. By changing how we see what's going wrong in patients, we will be able to diagnose and treat diseases better and faster than ever before. If you're willing to rethink how you see, you may be surprised what comes into view.
شكرًا لكم.
Thank you.