[SHAPE YOUR FUTURE]
[ВОЗЬМИ БУДУЩЕЕ В СВОИ РУКИ]
(Slam) Ow!
(Удар) Ой!
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.
Любой, кто ударял палец на ноге в темноте или целый час искал ключи, знает, что возможности нашего зрения ограничены. На самом деле, даже наши тела могут быть «чёрными ящиками».
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.
Сегодня я хочу рассказать, как выглядит здравоохранение, которое разрабатывают учёные и инженеры, в том числе и я. Мы создаём диагностическую лабораторию внутри тела, которая может непрерывно анализировать ваше здоровье, чтобы мы лучше знали, что происходит в телах пациентов.
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.
Сейчас когда кто-то болен, мы можем провести диагностику методом биопсии, чтобы вынуть больную ткань из тела туда, где мы сможем её увидеть. Это делают, если, например, подозревают, что опухоль злокачественная. К сожалению, такой подход не всегда применим из-за двух основных проблем. Во-первых, такие мягкие ткани, как головной или спинной мозг, невозможно часто подвергать биопсии. А во-вторых, врачи часто не знают, какая именно ткань вызвала проблему, поэтому неясно, где брать биоптат. До сих пор мы используем для таких тканей внешние медицинские тесты, например, МРТ или анализ крови. Они позволяют получить обширную информацию о здоровье пациента, но не могут показать изменения на молекулярном и клеточном уровне, происходящие внутри тканей, и не могут дать достаточно информации для проактивного лечения пациентов до того, как появятся симптомы. Это печально, потому что именно эти невидимые изменения в итоге вызывают болезнь. Неспособность измерить такие изменения приводит к несоответствию того, что мы видим в результатах теста и что знаем о происходящем в организме пациента.
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.
Возьмём для примера рассеянный склероз. При этом аутоиммунном заболевании иммунная система атакует две определённые ткани: головной и спинной мозг, вызывая их поражение и в некоторых случаях — паралич. Очевидно, мы не можем выявить эту болезнь, постоянно проводя биопсию мозга людей, что могло бы показать присутствие множества клеток, вызывающих болезнь. Анализ крови тоже не может её выявить, так как вызывающих болезнь клеток в крови мало и они неактивны, мы просто не можем их увидеть. Даже такой метод визуализации головного мозга, как МРТ, не даёт нужную информацию для раннего выявления болезни.
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.
Поэтому надо придумать, как нам смотреть по-новому. Мы с коллегами в Мичиганском университете решили так и сделать. Вместо диагностического подхода «снаружи» мы используем метод «изнутри». Мы создаём имплантируемые участки, которые похожи на части нашего тела, чтобы улучшить видение проблемы, путём доступа к молекулам и информации о клетках поражённых тканей в реальном времени. Эти знания помогут нам предсказать начало заболевания и даже определить возможный метод лечения для конкретного пациента.
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.
Что же из себя представляет этот метод? Шаг первый. Необходимо вживить новые ткани под кожу. У таких тканей есть сходства с недоступными частями нашего тела, например, с мозгом или лёгкими. Используя в качестве импланта пористый пластиковый диск, одобренный FDA, я могу взять под контроль процессы в теле, и сделать так, чтобы клетки попали на диск и сформировали ткани. В итоге, у нас остаются искусственные ткани с такими же иммунными клетками, какие нужны нам для обследования. Несмотря на то, что импланты сложные и могут хронически воспаляться, они безобидны, а через несколько недель и вовсе становятся незаметны. Искусственные ткани содержат информацию, которой нет в крови, и устраняют разрыв между тем, что мы видим в традиционном анализе и изменениями в клетках, которые возникают при болезни.
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.
Второй шаг — верно читать знаки. На данный момент я могу сделать биопсию искусственной ткани и изучить результаты, так как я сделал их доступными неглубоко под кожей. Но было бы лучше, если бы мы могли подключить датчик и прочитать его данные безоперационно. В ближайшие десять лет быстрые перекрёстные технологии смогут ставить диагноз на таких имплантах, используя простые детекторы, например, браслет для измерения давления, как «умные часы» сейчас. Механизмы диагностики и анализа заболевания будут такими же простыми, как включить Candy Crush на телефоне.
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.
Шаг третий — использовать огромную базу знаний из областей инженерии и изучении веществ, чтобы улучшить импланты и наши способности читать данные. В конце концов, десятки, а то и сотни искусственных тканей с подключёнными сенсорами будут имплантироваться с помощью одного приложения.
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.
Сейчас такой подход к диагностике считается нетрадиционным, но он надёжный. Мы с коллегами уже использовали этот метод и диагностировали модели метастатического рака, диабет первой степени, различные склерозы и отторжения пересаженных органов. Но это только первые результаты. С постоянными улучшениями мы сможем создать по-настоящему рабочую диагностическую лабораторию внутри тела, которая будет непрерывно анализировать ваше здоровье. Меняя метод наблюдения за пациентом, мы сможем диагностировать и лечить заболевание лучше и быстрее, чем до этого. Если вы откроетесь новому, то, возможно, будете приятно удивлены.
Thank you.
Спасибо!