[SHAPE YOUR FUTURE]
[Modelem o vosso futuro]
(Slam) Ow!
(Trás!) Au!
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.
Como sabem os que magoam o dedo do pé na escuridão ou passam uma hora à procura das chaves estamos limitados por aquilo que vemos ou não vemos. O nosso corpo também pode ser uma caixa negra.
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.
Hoje, vou dar-vos uma visão dos cuidados de saúde que cientistas e engenheiros, eu inclusive, estamos a criar. Estamos a criar um laboratório de diagnóstico dentro do nosso corpo que pode fornecer uma análise permanente da nossa saúde para vermos melhor o que acontece com os pacientes.
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.
Atualmente, se alguém está doente, podemos fazer um diagnóstico, fazendo uma biópsia ou seja, recolher tecido doente do interior do corpo para podermos abalisá-lo. Fazemos isto se suspeitamos, por exemplo, que um tumor pode ser canceroso. Infelizmente, esta abordagem nem sempre funciona por causa de dois grandes problemas. Primeiro, alguns tecidos, como o cérebro ou a espinal medula, não podem ser alvo de biópsias de rotina. Segundo, os médicos nem sempre sabem qual o tecido que causa o problema, por isso não sabem onde fazer a biópsia. Até agora, temos tratado destes problemas usando testes médicos exteriores, como as MRIs ou as análises ao sangue. Estas proporcionam uma visão alargada da saúde do paciente mas não detetam as alterações moleculares e celulares que ocorrem nos tecidos e, claro, não proporcionam informações suficientes para tratar os pacientes proativamente antes de os sintomas evoluírem. Isso é preocupante porque são essas alterações invisíveis que acabam por provocar doenças. A nossa incapacidade de medir essas alterações resulta numa disparidade entre o que podemos ver num teste e aquilo que sabemos que está a ocorrer nos pacientes.
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.
Vejamos, como exemplo, a esclerose múltipla. Na esclerose múltipla, que é uma doença autoimune, o sistema imunitário ataca dois tipos de tecidos: o cérebro e a espinal medula, provocando danos e, em certos casos, a paralisia. Obviamente, não podemos detetar a esclerose múltipla através duma biópsia ao cérebro, onde deve haver células abundantes e ativas que provocam a doença. E não podemos detetá-la usando uma análise ao sangue porque as células que causam a esclerose múltipla são tão raras e inativas no sangue que não as conseguimos ver. As tecnologias de imagiologia cerebral, como a MRI não fornecem as informações necessárias para sermos proativos.
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.
Precisamos de repensar na forma como vemos. Os meus colegas e eu, na Universidade de Michigan, decidimos fazer isso. Em vez de adotar uma abordagem de fora para dentro para o diagnóstico adotamos uma abordagem de dentro para fora. Estamos a criar locais de implantação que tenham semelhanças com outros locais do corpo e vamos melhorar a nossa visão tendo acesso em tempo real às informações moleculares e celulares sobre tecidos doentes. Esta visão permitir-nos-á prever o início da doença e talvez até identificar as terapias que poderão funcionar num paciente.
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.
Então, como é esta abordagem de dentro para fora? O primeiro passo é criar novos tecidos mesmo por debaixo da pele. Estes tecidos terão semelhanças com outros locais inacessíveis no corpo, como sejam o cérebro ou os pulmões. Se implantarmos um disco plástico poroso feito de materiais biológicos aprovados, podemos dominar as reações naturais do corpo que permitem que as células migrem para esse disco, sobrevivam no local e formem um tecido. Por fim, obtemos um tecido artificial com células imunitárias integradas, as células de que precisamos para um diagnóstico. Embora esses tecidos sejam complexos e cronicamente inflamados, também são inócuos e, ao fim de poucas semanas, são quase impercetíveis. Estes tecidos artificiais contêm informações que não estão presentes no sangue e podem ajudar a fazer a ponte entre o que podemos ver num teste tradicional e as alterações celulares que sabemos estão a ocorrer na doença.
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.
A fase dois é ler este sinal. Atualmente, posso fazer uma biópsia do meu local fabricado e analisá-lo porque tornei-o acessível mesmo por debaixo da pele. Mas claro que ainda seria melhor se eu pudesse incorporar e ler um sensor de forma não invasiva. Dentro de 10 anos, as tecnologias que estão a convergir rapidamente podem permitir um diagnóstico num implante destes aproveitando simples detetores, como já o fazem uma pulseira para a tensão ou um relógio eletrónico. Os mecanismos para diagnosticar e monitorar uma doença serão tão simples como abrir no telemóvel um aplicativo como o Candy Crush.
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.
O passo três é dominar a enorme panóplia de conhecimentos em campos como a engenharia e a ciência de materiais para melhorar estes implantes e a nossa capacidade de ler os dados. Eventualmente, dezenas ou mesmo centenas de tecidos fabricados individualmente com sensores integrados podem ser implantados com uma simples aplicação.
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.
Esta abordagem para o diagnóstico é pouco convencional, é certo, mas é robusta. Até aqui, os meus colegas e eu temo-la usado para diagnosticar modelos de cancros metastáticos, diabetes tipo 1, esclerose múltipla e rejeição de transplante de órgãos. Mas isto é apenas o início daquilo que podemos ver. Com melhoramentos continuados, poderemos conseguir criar um laboratório de diagnóstico dentro do nosso corpo que forneça uma análise contínua da nossa saúde. Mudando a forma de ver o que está mal nos pacientes conseguiremos diagnosticar e tratar melhor as doenças e de forma mais rápida do que até agora. Se estivermos dispostos a repensar a forma como vemos, podemos ficar surpreendidos com o que passaremos a ver.
Thank you.
Obrigado.