[SHAPE YOUR FUTURE]
[미래를 만드세요]
(Slam) Ow!
(쾅) 아야!
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.
어둠 속에서 발가락을 찧었거나 열쇠를 찾는 데 한 시간을 보내본 사람이라면 누구나 알다시피 우리는 종종 보이는 것과 보이지 않는 것의 제약을 받습니다. 사실, 신체도 블랙박스가 될 수 있습니다.
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.
오늘 여러분께 의료 서비스의 비전을 보여드리고자 합니다. 저를 포함한 과학자들과 공학자들이 구축하고 있는 비전이죠. 저희는 신체 안쪽에 진단실을 만들고 있습니다. 건강 상태에 대한 지속적인 분석을 제공할 수 있고 이로써 환자의 건강 상태를 보다 잘 확인할 수 있는 장치입니다.
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.
현재는, 병에 걸리면 조직 검사를 통해 질병을 진단할 수 있습니다. 질병이 있는 세포를 체외로 꺼내서 보는 거죠. 예를 들어, 암으로의 발전이 의심되는 경우 이런 검사를 하죠. 유감스럽게도, 이러한 접근 방식이 항상 정확하지는 않습니다. 두 가지 큰 문제 때문인데요. 첫째로, 뇌나 척수와 같은 조직들은 정기적인 생체 검사를 할 수 없습니다. 둘째로, 의사들은 종종 어떤 조직이 문제를 일으키는지 모르기 때문에 무엇을 조직 검사해야 할지 모릅니다. 지금까지는, 외부 의학 검사를 통해 이러한 문제를 해결해 왔습니다. MRI나 혈액 검사 같은 것이죠. 이는 환자의 건강에 대한 광범위한 개관을 제공하지만, 분자 및 세포의 변화까지 보여주지는 못합니다. 조직 내의 작은 변화들 말이죠. 또한, 증상이 나타나기 전에 환자를 적극적으로 치료할 수 있는 충분한 정보를 제공하지 못합니다. 정말 유감스러운 일이죠. 보이지 않는 변화들이 궁극적으로 질병을 일으키니까요. 이러한 변화들을 알지 못하면 검사를 통한 결과와 환자의 건강에 대해 실제로 아는 것 간에 격차를 발생시킵니다.
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.
다발성 경화증을 예시로 들어보죠. 자가 면역 질환에 속하는 질병입니다. 면역 시스템이 뇌와 척수 조직을 공격해 손상이 발생하고, 어떤 경우에는 마비로 이어질 수 있는 질병이죠. 현재, 정기적 뇌 조직 검사를 통해 다발성 경화증을 발견할 수는 없습니다. 뇌에는 병을 유발할 수 있는 세포들이 많이 있고 활발히 활동하고 있죠. 혈액 검사로 이 병을 발견하는 것도 불가능합니다. 다발성 경화증을 유발하는 세포들은 혈액 내에 수가 아주 적고 활발하지 않습니다. 이 경우 세포들을 보기 어렵죠. MRI 같은 뇌 영상 기법도 다발성 경화증에 대처할 수 있는 필요한 정보를 제공하진 않습니다.
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.
따라서 보는 관점을 다시 생각해야 합니다. 미시간 대학교의 동료들과 저는 신체 외부에서 내부로의 진단 방법 대신 신체 내부에서 외부로의 접근 방식을 취하기로 결정했습니다. 저희는 신체의 다른 부위와 유사한 이식형 부위를 만들고 있습니다. 이는 우리의 시야를 넓힐 것입니다. 병든 조직의 분자와 세포에 대한 정보의 실시간 제공을 통해서요. 이러한 통찰을 통해 질병 발생을 예측할 수 있게 될 것이고 개별 환자에게 효과적일 가능성이 있는 치료법을 분별할 수도 있을 것입니다.
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.
신체 내부에서 외부로의 접근 방식이 어떤 것인지 알려드리겠습니다. 첫 번째 단계는 피부 아래 새로운 조직을 제작하는 것입니다. 이 조직은 신체 내부의 다른 부분과 유사점이 있습니다. 뇌와 폐 같은 부분들이죠. FDA 승인을 받은 생체 물질로 만든 다공성의 플라스틱 디스크를 이식하면 신체의 자연적 반응을 활용할 수 있습니다. 세포가 연골로 이동하고 그곳에서 생존하며 조직을 형성하게 하는 반응이죠. 결국, 진단에 필요한 세포인 면역 세포와 결합된 인공 조직만 남게 됩니다. 이 조직은 복잡하면서도 만성적으로 염증이 발생하지만 독성은 없으며 몇 주 뒤에는 거의 사라집니다. 인공 조직은 혈액에 없는 정보를 보유하고 있으며 기존 실험에서 관찰되는 것과 질병 상태 하 세포 변화 간 간극을 메워줍니다.
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.
두 번째 단계는 신호를 알아차리는 것입니다. 최근, 저는 인공 부위 조직 검사를 시행하고 이를 분석했습니다. 인공 부위를 피부 아래에 둘 수 있도록 하기 위해서였죠. 하지만 확실히 더 나은 방법은 비침습적으로 감각 장치를 결합하여 파악하는 것이었습니다. 향후 십 년 내에 급속한 기술 결합은 이식에 관한 진단을 가능하게 할 수 있습니다. 혈압계 밴드나 스마트워치와 같은 단순 감지 장치를 활용해서요. 질병을 진단하고 모니터링하는 메커니즘은 휴대폰에서 캔디 크러쉬 앱을 켜는 것만큼 간단합니다.
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.
세 번째 단계는 공학이나 물질과학과 같은 영역에서 폭넓은 지식을 활용하는 것입니다. 이식 기술과 정보 파악 능력을 개선하기 위해서죠. 결국, 감지 장치와 결합된 개별 인공 조직이 수백 개가 아니라 수십 개만 있어도 단일 앱만으로는 이식이 불가능할지도 모릅니다.
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.
현재, 이러한 진단에 대한 접근 방식은 분명 새로운 것이지만 확고한 것이기도 합니다. 지금까지, 저와 제 동료들은 이 방식을 사용해왔습니다. 전이성 암 모형, 제1형 당뇨병, 다발성 경화증, 장기 이식 거부반응의 진단을 위해서였죠. 하지만 이것은 시작일 뿐입니다. 지속적인 개선을 통해 건강에 관한 지속적인 분석을 제공하는 신체 내 진단실을 실제로 만들어낼 수 있을 것입니다. 환자들의 신체 내부 문제를 파악하는 방법을 바꿈으로써 질병을 과거 어느 때보다 더 잘 그리고 더 빠르게 진단하고 치료할 수 있을 것입니다. 보는 관점을 다시 생각해보신다면 시야에 들어오는 것에 놀라게 되실 겁니다.
Thank you.
감사합니다.