[Δημιούργησε το μέλλον σου]
[SHAPE YOUR FUTURE]
(Χτύπημα) Άου!
(Slam) Ow!
Ως κάποιος που έχει χτυπήσει το πόδι του στο σκοτάδι ή έψαξε μια ώρα για τα κλειδιά του, ξέρει ότι συχνά περιοριζόμαστε στο τι μπορούμε να δούμε. Στην πραγματικότητα, τα σώματα μας μπορούν να γίνουν μαύρα κουτιά.
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.
Σήμερα, θα σας δείξω το όραμα της υγειονομικής περίθαλψης που χτίζουν οι επιστήμονες και οι μηχανικοί, όπως εγώ. Δημιουργούμε ένα διαγνωστικό εργαστήριο μέσα στο σώμα μας που παρέχει συνεχή ανάλυση της υγείας σας ώστε να βλέπουμε καλύτερα τι συμβαίνει στους ασθενείς.
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.
Σήμερα, εάν κάποιος είναι άρρωστος, μπορεί να κάνουμε διάγνωση με μια βιοψία, βγάζοντας ιστό που έχει προσληφθεί έξω από το σώμα για να τον δούμε. Το κάνουμε εάν υποψιαζόμαστε ότι υπάρχει καρκινική ανάπτυξη. Δυστυχώς, αυτή η προσέγγιση δεν δουλεύει πάντα λόγω δύο μεγάλων προβλημάτων. Πρώτον, σε μερικούς ιστούς όπως ο εγκέφαλος ή ο νωτιαίος μυελός, δεν μπορεί να γίνεται τακτική βιοψία. Δεύτερον, οι γιατροί συχνά δεν γνωρίζουν ποιος ιστός προκαλεί το πρόβλημα, έτσι δεν ξέρουν σε τι να κάνουν βιοψία. Μέχρι σήμερα, για προβλήματα όπως αυτά χρησιμοποιούμε εξωτερικές εξετάσεις, όπως μαγνητικές και εξετάσεις αίματος. Αυτά παρέχουν μια ευρεία εικόνα της υγείας του ασθενούς, αλλά δεν βλέπουν τις μοριακές και κυτταρικές αλλαγές που εμφανίζονται στους ιστούς, και σίγουρα δεν μπορούν να δώσουν αρκετές πληροφορίες για προληπτική θεραπεία πριν εμφανιστούν συμπτώματα. Αυτό είναι ατυχές γιατί αυτές οι αόρατες αλλαγές είναι που τελικά προκαλούν ασθένειες. Η αδυναμία να δούμε αυτές τις αλλαγές οδηγεί σε ανομοιότητα σε αυτά που βλέπουμε σε μια εξέταση και αυτά που γνωρίζουμε ότι συμβαίνουν.
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.
Ας πάρουμε για παράδειγμα τη σκλήρυνση κατά πλάκας. Στη ΣΚΠ, η οποία είναι αυτοάνοση ασθένεια, το ανοσοποιητικό σύστημα προσβάλλει συγκεκριμένους δύο ιστούς: τον εγκέφαλο και τον νωτιαίο μυελό με αποτέλεσμα τη ζημιά και σε ορισμένες περιπτώσεις, παράλυση. Δεν μπορούμε να ανιχνεύχουμε τη ΣΚΠ κάνοντας τακτική βιοψίες εγκεφάλου, όπου θα υπήρχαν άφθονα και ενεργά κύτταρα που προκαλούν ασθένειες. Ούτε με αιματολογικές εξετάσεις επειδή τα κύτταρα που προκαλούν ΣΚΠ είναι τόσο σπάνια και ανενεργά στο αίμα που απλά δεν μπορούμε να δούμε. Ούτε οι τεχνολογίες απεικόνισης εγκεφάλου όπως η μαγνητική τομογραφία δεν δίνουν απαραίτητες πληροφορίες για την πρόληψη της ΣΚΠ.
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.
Πρέπει να επαναπροσδιορίσουμε. Στο Πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν αποφασίσαμε να το κάνουμε. Αντί να παίρνουμε μια εξωτερική προσέγγιση στη διάγνωση, ακολουθήσαμε μια προσέγγιση από μέσα προς τα έξω. Δημιουργούμε σημεία για εμφυτεύματα που έχουν ομοιότητες με άλλα σημεία στο σώμα, και βελτιώνουν τη διάγνωση δίνοντας πρόσβαση σε πραγματικό χρόνο σε μοριακές και κυτταρικές πληροφορίες σχετικά με άρρωστους ιστούς. Αυτές θα μας επιτρέψουν να προβλέψουμε τη νόσο και να αναπτύξουμε θεραπείες που λειτουργούν σε μεμονωμένους ασθενείς.
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.
Πώς μοιάζει αυτή η προσέγγιση; Πρώτο βήμα είναι η κατασκευή νέων ιστών ακριβώς κάτω από το δέρμα. Αυτοί οι ιστοί έχουν ομοιότητες με άλλα απρόσιτα όργανα στο σώμα, όπως ο εγκέφαλος ή οι πνεύμονες. Με την εμφύτευση ενός πορώδους πλαστικού από βιοϋλικά εγκεκριμένα από τον ΕΟΦ, μπορώ να χρησιμοποιήσω τις φυσικές αντιδράσεις του σώματος ώστε τα κύτταρα να μετακινηθούν στον δίσκο, επιβιώνοντας στο σημείο και σχηματίζοντας ιστό. Στο τέλος έχουμε έναν κατασκευασμένο ιστό με ενσωματωμένα κύτταρα ανοσοποιητικού, όπως αυτά που χρειαζόμαστε για διάγνωση. Αν και αυτοί οι ιστοί είναι σύνθετοι είναι επίσης αβλαβείς και μετά από μερικές εβδομάδες, σχεδόν αδιόρατοι. Οι ιστοί μας περιέχουν πληροφορίες που δεν υπάρχουν στο αίμα, και μπορούν να γεφυρώσουν το χάσμα μεταξύ αυτών που βλέπουμε σε ένα τεστ και στις κυτταρικές αλλαγές που συμβαίνουν σε ασθένειες.
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.
Το δεύτερο βήμα είναι να διαβαστεί αυτό το σήμα. Θα μπορούσα να κάνω βιοψία του κατασκευασμένου σημείου και να το αναλύσω γιατί τα εμφύτευσα ακριβώς κάτω από το δέρμα. Θα ήταν όμως καλύτερα αν μπορούσαμε να ενσωματώσουμε και να διαβάσουμε έναν αισθητήρα χωρίς επέμβαση. Μέσα στην επόμενη δεκαετία, η αυξανόμενη σύγκλιση τεχνολογιών θα μπορεί να κάνει διάγνωση στο εμφύτευμα αξιοποιώντας απλούς ανιχνευτές, όπως σε μετρητές αρτηριακής πίεσης ή σε έξυπνα ρολόγια. Οι μηχανισμοί διάγνωσης και παρακολούθησης ασθενειών θα μπορούσε να είναι απλό όσο ανοίγοντας μία εφαρμογή, όπως το Candy Crush.
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.
Το τρίτο βήμα είναι να αξιοποιήσουμε το τεράστιο φάσμα γνώσεων σε τομείς όπως η μηχανική και επιστήμη των υλικών για τη βελτίωση των εμφυτευμάτων και την ανάγνωση πληροφοριών. Δεκάδες, αν όχι εκατοντάδες μεμονωμένοι μηχανικοί ιστοί με ενσωματωμένους αισθητήρες μπορεί να είναι εμφυτεύσιμοι με μία μόνο εφαρμογή.
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.
Σίγουρα αυτή η προσέγγιση στη διάγνωση είναι αντισυμβατική αλλά είναι ισχυρή. Μέχρι τώρα, το χρησιμοποιήσαμε για τη διάγνωση μοντέλων μεταστατικού καρκίνου, διαβήτη τύπου 1, σκλήρυνση κατά πλάκας και απόρριψη μοσχευμάτων. Κι αυτό είναι μόνο η αρχή. Με συνεχείς βελτιώσεις, θα μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα διαγνωστικό εργαστήριο μέσα στο σώμα σας που παρέχει συνεχή ανάλυση της υγείας μας. Αλλάζοντας το πώς βλέπουμε τι συμβαίνει στους ασθενείς, θα μπορούμε να διαγνώσουμε και να θεραπεύσουμε καλύτερα τις ασθένειες και πιο γρήγορα από ποτέ. Αν είστε πρόθυμοι να ξανασκεφτείτε το πώς βλέπετε τα πράγματα, μπορεί να εκπλαγείτε.
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.
Σας ευχαριστώ.
Thank you.