[SHAPE YOUR FUTURE]
[עצבו את העתיד שלכם]
(Slam) Ow!
(התנגשות) אאוץ’!
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.
כמו כל אחד שקיבל מכה בבוהן בחושך, או בזבז שעה בחיפוש אחר המפתחות, אנחנו הרבה פעמים מוגבלים על ידי הראיה שלנו. למעשה, אפילו הגוף שלנו יכול להיות קופסא שחורה.
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.
היום, אני רוצה לקחת אתכם לחזון החדש של טיפולי בריאות שמדענים ומהנדסים, כמוני, בונים. אנחנו יוצרים מעבדות אבחון בתוך הגוף, שיכולות לספק ניתוח מתמשך על הבריאות שלכם. כך נוכל לראות טוב יותר מה קורה בגופם של מטופלינו.
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.
נכון לעכשיו, אם מישהו חולה, כנראה נאבחן אותם באמצעות ביופסיה שבה נוציא רקמות חולות אל מחוץ לגוף, שם נוכל לראות אותן. אנחנו עושים זאת, לדוגמא, אם אנחנו חושדים שגידול עלול להיות סרטני. למרבה הצער, הגישה הזאת לא יכולה לעבוד כל הזמן. בגלל שתי בעיות עיקריות. ראשית, חלק מהרקמות, כמו מהמוח או מעמוד השדרה, לא יכולות לעבור ביופסיה באופן קבוע. ושנית, רופאים, לעיתים קרובות, לא יודעים איזה רקמות גורמות לבעיה, אז הם לא יודעים מה לדגום. עד עכשיו, התמודדנו עם הבעיות האלו על ידי בדיקות רפואיות חיצוניות, כמו MRI או בדיקות דם. הן מספקות תמונה רחבה על בריאות המטופל, אבל הן לא יכולות לראות את השינוי המולקולרי או התאי שקורה ברקמות והן בהחלט לא יכולות לספק מספיק מידע כדי לטפל בעצמן במטופל, לפני התפתחות תסמינים. זה מצער, כי אלה השינויים הקטנים האלה, שגורמים למחלות, אי- היכולת שלנו למדוד את השינויים האלה גורמת למרחק בין מה שאנחנו רואים בבדיקה, לבין מה שאנחנו יודעים שקורה במטופל.
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.
בואו ניקח טרשת נפוצה, MS, כדוגמא. בMS, שהיא מחלה הנגרמת מהמערכת החיסונית, מערכת החיסון תוקפת שני סוגי רקמות ספציפיות: המח, ועמוד השדרה, גורמת נזק, ובמקרים מסויימים, שיתוק. אנחנו כמובן לא יכולים לאבחן MS על ידי ביופסיה שגרתית במוחות של אנשים, שם נמצא תאים גורמי מחלות, חיים ופעילים. ואנחנו לא יכולים לאבחן על ידי בדיקות דם, כי תאים גורמי MS הם כל כך נדירים ולא פעילים בדם שאנחנו פשוט לא יכולים לראות אותם. אפילו טכנולוגיות צילום-מח, כמו MRI, לא יכולות לספק את המידע שאנחנו צריכים כדי לפעול כנגד MS.
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.
אז אנחנו צריכים לחשוב מחדש איך לראות. אני ושותפי לעבודה מאוניברסיטת מישיגן החלטנו לעשות בדיוק את זה. במקום גישת האבחון של “מבחוץ פנימה“, אנחנו משתמשים בגישת “מבפנים החוצה“. אנחנו יוצרים מכשירים ניתנים להשתלה בעלי דימיון למכשירים אחרים בגוף, אשר יישפרו את הידע שלנו על ידי גישה בזמן אמת למידע תאי ומולקולרי על רקמות חולות. תובנות אלה יעזרו לנו לחזות את התכנותה של מחלה ואפילו לזהות טיפולים שסביר שיעבדו למטופל הספציפי הזה.
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.
אז איך נראת גישת “מבפנים החוצה” הזאת? שלב ראשון הוא להנדס רקמות חדשות, ממש מתחת לעור. לרקמות האלה יש דימיון לרקמות בלתי נגישות אחרות בגוף, כמו המוח או הריאות. על ידי השתלת דיסק פלסטיק נקבובי העשוי מחומר ביולוגי שאושר על ידי הFDA, אני יכול לרתום את התגובה הטבעית של הגוף כדי לאפשר לתאים להכנס לתוך הדיסק, לשרוד במקום וליצור רקמה. בסופו של דבר, אנחנו נשארים עם רקמה מהונדסת עם תאים שעברו אליה ממערכת החיסון, בדיוק התאים שאנחנו צריכים בשביל האבחון. למרות שהרקמות האלה מורכבות, ומפתחות דלקות כרונית, הן גם לא מזיקות ואחרי כמה שבועות, הן בקושי מורגשות. הרקמות המהונדסות שלנו מכילות מידע שלא מוצג בדם, והן יכולות לעזור לנו לגשר על הפער בין מה שאנחנו רואים בבדיקות מסורתיות לבין שינויים תאיים שאנחנו יודעים שקורים במחלה.
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.
שלב שני הוא לקרוא את המידע. נכון לעכשיו, אני יכול לעשות ביופסיה של האתר המהונדס ולנתח אותה, כי הפכתי אותן לנגישות, ממש מתחת לעור. אבל זה בוודאות יהיה טוב יותר אם הייתי פועל עם ההתקן בשיתוף פעולה וקורא את המידע בצורה לא פולשנית. בעשור הקרוב, איחוד טכנולוגיות נרחב יכול לאפשר אבחון בשתל כזה על ידי רתימת גלאים פשוטים, כמו מה ששרוול לחץ דם, או שעון חכם, עושים עכשיו. המנגנון לאבחון ומעקב אחר מחלה יכול להיות פשוט, בדומה לפתיחת יישומון כמו קנדי קראש בטלפון שלכם.
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.
שלב שלוש הוא לרתום את המאגר העצום של ידע בתחומים כמו הנדסה ומדעי החומר כדי לשפר את השתלים האלו ואת היכולות שלנו לקרוא את המידע בהם. לבסוף, עשרות, אם לא מאות של רקמות מהונדסות ייחודיות עם חיישנים משולבים יכולות להיות מושתלות בעזרת אפליקציה אחת. עכשיו, הגישה הזאת לאבחון היא פחות מוסכמת, בטוח.
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.
אבל היא באמת אמינה. עד עכשיו, שותפי לעבודה ואני, השתמשנו בה כדי לאבחן דוגמאות של סרטן גרורתי, סכרת סוג אחד, טרשת נפוצה ודחיית איברים מושתלים. אבל זו רק ההתחלה של מה שאנחנו יכולים לראות. עם השתפרות מתמשכת, אנחנו נהיה מסוגלים באמת לייצר מעבדת אבחון בתוך הגוף שלכם שמספקת ניתוח מתמשך של הבריאות שלכם. על ידי שינוי הדרך בה אנחנו רואים מה לא בסדר במטופלים, נהיה מסוגלים לאבחן ולטפל במחלות טוב יותר ומהר יותר מאי פעם. אם אתם מוכנים לחשוב מחדש על איך אתם רואים, אתם עלולים להיות מופתעים על ידי מה שנכנס לנקודת המבט שלכם.
Thank you.
תודה.