Have you ever experienced a moment in your life that was so painful and confusing, that all you wanted to do was learn as much as you could to make sense of it all? When I was 13, a close family friend who was like an uncle to me passed away from pancreatic cancer. When the disease hit so close to home, I knew I needed to learn more. So I went online to find answers. Using the Internet, I found a variety of statistics on pancreatic cancer, and what I had found shocked me. Over 85 percent of all pancreatic cancers are diagnosed late, when someone has less than a two percent chance of survival. Why are we so bad at detecting pancreatic cancer? The reason? Today's current "modern" medicine is a 60-year-old technique. That's older than my dad. (Laughter) But also, it's extremely expensive, costing 800 dollars per test, and it's grossly inaccurate, missing 30 percent of all pancreatic cancers. Your doctor would have to be ridiculously suspicious that you have the cancer in order to give you this test. Learning this, I knew there had to be a better way. So, I set up scientific criteria as to what a sensor would have to look like in order to effectively diagnose pancreatic cancer. The sensor would have to be: inexpensive, rapid, simple, sensitive, selective, and minimally invasive. Now, there's a reason why this test hasn't been updated in over six decades. And that's because when we're looking for pancreatic cancer, we're looking at your bloodstream, which is already abundant in all these tons and tons of protein, and you're looking for this miniscule difference in this tiny amount of protein. Just this one protein. That's next to impossible. However, undeterred due to my teenage optimism -- (Laughter) (Applause) I went online to a teenager's two best friends, Google and Wikipedia. I got everything for my homework from those two sources. (Laughter) And what I had found was an article that listed a database of over 8,000 different proteins that are found when you have pancreatic cancer. So, I decided to go and make it my new mission to go through all these proteins, and see which ones could serve as a bio-marker for pancreatic cancer. And to make it a bit simpler for myself, I decided to map out scientific criteria, and here it is. Essentially, first, the protein would have to be found in all pancreatic cancers, at high levels in the bloodstream, in the earliest stages, but also only in cancer. And so I'm just plugging and chugging through this gargantuan task, and finally, on the 4,000th try, when I'm close to losing my sanity, I find the protein. And the name of the protein I'd located was called mesothelin, and it's just your ordinary, run-of-the-mill type protein, unless, of course, you have pancreatic, ovarian or lung cancer, in which case it's found at these very high levels in your bloodstream. But also, the key is that it's found in the earliest stages of the disease, when someone has close to 100 percent chance of survival. So now that I'd found a reliable protein I could detect, I then shifted my focus to actually detecting that protein, and thus, pancreatic cancer. Now, my breakthrough came in a very unlikely place, possibly the most unlikely place for innovation -- my high school biology class, the absolute stifler of innovation. (Laughter) (Applause) And I had snuck in this article on these things called carbon nanotubes, and that's just a long, thin pipe of carbon that's an atom thick, and one 50,000th the diameter of your hair. And despite their extremely small sizes, they have these incredible properties. They're kind of like the superheroes of material science. And while I was sneakily reading this article under my desk in my biology class, we were supposed to be paying attention to these other kind of cool molecules, called antibodies. And these are pretty cool because they only react with one specific protein, but they're not nearly as interesting as carbon nanotubes. And so then, I was sitting in class, and suddenly it hit me: I could combine what I was reading about, carbon nanotubes, with what I was supposed to be thinking about, antibodies. Essentially, I could weave a bunch of these antibodies into a network of carbon nanotubes, such that you have a network that only reacts with one protein, but also, due to the properties of these nanotubes, it will change its electrical properties, based on the amount of protein present. However, there's a catch. These networks of carbon nanotubes are extremely flimsy. And since they're so delicate, they need to be supported. So that's why I chose to use paper. Making a cancer sensor out of paper is about as simple as making chocolate chip cookies, which I love. (Laughs) You start with some water, pour in some nanotubes, add antibodies, mix it up, take some paper, dip it, dry it, and you can detect cancer. (Applause) Then, suddenly, a thought occurred that kind of put a blemish on my amazing plan here. I can't really do cancer research on my kitchen countertop. My mom wouldn't really like that. So instead, I decided to go for a lab. So I typed up a budget, a materials list, a timeline, and a procedure, and I emailed it to 200 different professors at Johns Hopkins University and the National Institutes of Health -- essentially, anyone that had anything to do with pancreatic cancer. I sat back waiting for these positive emails to be pouring in, saying, "You're a genius! You're going to save us all!" And -- (Laughter) Then reality took hold, and over the course of a month, I got 199 rejections out of those 200 emails. One professor even went through my entire procedure, painstakingly -- I'm not really sure where he got all this time -- and he went through and said why each and every step was like the worst mistake I could ever make. Clearly, the professors did not have as high of an opinion of my work as I did. However, there is a silver lining. One professor said, "Maybe I might be able to help you, kid." So, I went in that direction. (Laughter) As you can never say no to a kid. And so then, three months later, I finally nailed down a harsh deadline with this guy, and I get into his lab, I get all excited, and then I sit down, I start opening my mouth and talking, and five seconds later, he calls in another Ph.D. Ph.D.s just flock into this little room, and they're just firing these questions at me, and by the end, I kind of felt like I was in a clown car. There were 20 Ph.D.s, plus me and the professor crammed into this tiny office space, with them firing these rapid-fire questions at me, trying to sink my procedure. How unlikely is that? I mean, pshhh. (Laughter) However, subjecting myself to that interrogation -- I answered all their questions, and I guessed on quite a few but I got them right -- and I finally landed the lab space I needed. But it was shortly afterwards that I discovered my once brilliant procedure had something like a million holes in it, and over the course of seven months, I painstakingly filled each and every one of those holes. The result? One small paper sensor that costs three cents and takes five minutes to run. This makes it 168 times faster, over 26,000 times less expensive, and over 400 times more sensitive than our current standard for pancreatic cancer detection. (Applause) One of the best parts of the sensor, though, is that it has close to 100 percent accuracy, and can detect the cancer in the earliest stages, when someone has close to 100 percent chance of survival. And so in the next two to five years, this sensor could potentially lift the pancreatic cancer survival rates from a dismal 5.5 percent to close to 100 percent, and it would do similar for ovarian and lung cancer. But it wouldn't stop there. By switching out that antibody, you can look at a different protein, thus, a different disease -- potentially any disease in the entire world. So that ranges from heart disease, to malaria, HIV, AIDS, as well as other forms of cancer -- anything. And so, hopefully one day, we can all have that one extra uncle, that one mother, that one brother, sister, we can have that one more family member to love. And that our hearts will be rid of that one disease burden that comes from pancreatic, ovarian and lung cancer, and potentially any disease. But through the Internet, anything is possible. Theories can be shared, and you don't have to be a professor with multiple degrees to have your ideas valued. It's a neutral space, where what you look like, age or gender -- it doesn't matter. It's just your ideas that count. For me, it's all about looking at the Internet in an entirely new way, to realize that there's so much more to it than just posting duck-face pictures of yourself online. (Laughter) You could be changing the world. So if a 15 year-old who didn't even know what a pancreas was could find a new way to detect pancreatic cancer -- just imagine what you could do. Thank you. (Applause)
האם חוויתם פעם רגע בחיים שהיה כל כך כואב ומבלבל שכל מה שרציתם לעשות היה ללמוד כמה שאתם יכולים כדי להכניס בזה הגיון? כשאני הייתי בן 13, חבר משפחה קרוב שהיה כמו דוד בשבילי נפטר מסרטן הלבלב. כשהמחלה מכה כל כך קרוב לבית, ידעתי שאני צריך ללמוד יותר, אז ניגשתי לאינטרנט כדי למצוא תשובות. דרך האינטרנט, מצאתי מגוון סטטיסטיקות על סרטן הלבלב, ומה שמצאתי הדהים אותי. יותר מ-85% ממקרי סרטן הלבלב מאובחנים מאוחר, כשלחולה יש פחות מ-2% סיכויי הישרדות. למה אנחנו כל כך גרועים בגילוי של סרטן הלבלב? הסיבה? הרפואה המודרנית של היום משתמשת בטכניקה בת 60 שנה. זה מבוגר יותר מאבא שלי. (צחוק) אבל גם, הבדיקה יקרה מאוד, יותר מ-800 דולר לבדיקה, והיא לא מדוייקת בצורה מזעזעת, כאשר היא מפספסת 30% ממקרי סרטן הלבלב. הרופא שלך יצטרך ממש לחשוד שיש לך את הסרטן הזה על מנת לתת לך את הבדיקה הזו. אחרי שלמדתי את זה, ידעתי שחייבת להיות דרך טובה יותר. אז הגדרתי קריטריון מדעי לאיך בדיקה צריכה להיראות על מנת לאבחן באופן יעיל את סרטן הלבלב. הבדיקה תצטרך להיות לא יקרה, מהירה, פשוטה, רגישה,סלקטיבית, וכמה שפחות חודרנית. עכשיו, יש סיבה למה הבדיקה הזו לא עודכנה מעל לשישה עשורים, וזה מכיוון שכשאנחנו מסתכלים על סרטן הלבלב, אז אנחנו מסתכלים על זרם הדם, שהוא כבר מלא בהמון המון חלבונים, ואתה מחפש אחרי שינוי זעיר בכמות מזערית של חלבון, חלבון אחד בלבד. זה כמעט בלתי אפשרי. למרות זאת, לא נרתעתי עקב אופטימיות הנעורים שלי -- (מחיאות כפיים) -- נכנסתי לאינטרנט, לשני חבריו הטובים ביותר של מתבגר, גוגל וויקיפדיה. קיבלתי את כל מה שאני צריך לשיעורי הבית משני המקורות האלו. ומה שמצאתי היה מאמר שרשם מאגר מידע של יותר מ-8,000 חלבונים שונים שנמצאים בדם כשאדם חולה בסרטן הלבלב. אז החלטתי לצאת ולהפוך את זה למשימה שלי לעבור על כל החלבונים האלו ולראות מי מהם יכול להוות סמן ביולוגי לסרטן הלבלב. וכדי להפוך את זה לקצת יותר קל לעצמי, החלטתי לבנות אמת מידה מדעית. והנה היא. קודם כל, החלבון צריך להימצא בכל סוגי סרטן הלבלב, ברמות גבוהות בזרם הדם, בשלבים המוקדמים ביותר, אבל רק בסרטן. אז חקרתי וחפרתי במשימה הענקית הזו, ובסופו של דבר, בנסיון ה-4000, כשאני קרוב לאובדן השפיות, אני מצאתי את החלבון. והשם של החלבון שמצאתי היה מזותלין (mesothelin) וזה חלבון מאוד פשוט ורגיל, אלא אם כן,כמובן, יש לך סרטן הלבלב, סרטן הרחם, או סרטן הריאות, אז הוא נמצא ברמות מאוד גבוהות בדם. אבל הכי חשוב הוא שהחלבון נמצא בשלבים המוקדמים ביותר של המחלה, כשלמישהו יש קרוב ל-100% סיכויי הישרדות. . אז עכשיו כשמצאתי חלבון אמין שאני יכול לגלות, התמקדתי בזיהוי החלבון, ודרכו - זיהוי סרטן הלבלב. עכשיו, פריצת הדרך שלי באה במקום מאוד לא סביר, אולי המקום הכי לא סביר להמצאה חדשנית: שיעור ביולוגיה בתיכון, ההיפך המושלם מחדשנות. (צחוק)(מחיאות כפיים) הגנבתי פנימה מאמר על דברים שנקראים ננו-צינוריות פחמן, צינור ארוך וצר של פחמן, בעובי של אטום ואחד חלקי 50,000 מהקוטר של שערה. ולמרות הגודל הכל כך קטן שלהם, יש להם תכונות מדהימות. הם מעין גיבורי העל של מדע החומרים. ובזמן שאני קראתי את המאמר הזה בסתר מתחת לשולחן בשיעור ביולוגיה, היינו אמורים לשים לב לסוג אחר של מולקולות מגניבות שנקראות - נוגדנים. הם די מגניבים כי הם מגיבים רק עם חלבון אחד ספציפי, אבל הם הרבה פחות מעניינים מננו-צינוריות פחמן. אז ישבתי בשיעור, ופתאום זה היכה בי: אני יכול לשלב את מה שאני קראתי עליו, ננו-צינוריות פחמן, עם מה שאני הייתי אמור לחשוב עליו, נוגדנים. בעקרון, אני יכול לארוג כמה נוגדנים כאלה לתוך רשת של ננו-צינוריות פחמניות באופן שבו תהיה רשת שתגיב רק עם חלבון מסוים, אבל בנוסף, עקב התכונות של הנוגדנים האלו, היא תשנה את המאפיינים החשמליים שלה על פי הכמות הנוכחית של החלבון. עם זאת, יש בעיה. רשתות של ננו-צינוריות פחמן הן שבריריות מאוד, ומכיוון שהן כל כך עדינות, הן צריכות תמיכה. וזו הסיבה שבחרתי להשתמש בנייר. להכין גלאי לסרטן מנייר זה פשוט בערך כמו להכין עוגיות שוקולד צ'יפס, שאני אוהב. מתחילים עם קצת מים, שופכים קצת ננו-צינוריות, מוסיפים נוגדנים, מערבבים את הכל, לוקחים נייר, טובלים אותו, מייבשים אותו, ואתה יכול לגלות סרטן. (מחיאות כפיים) ואז, פתאום, מחשבה עלתה שפגמה קצת בתוכנית המדהימה הזו. אני לא ממש יכול לעשות מחקר על סרטן על הדלפק שבמטבח שלי. אימא שלי לא ממש תהיה מרוצה. אז החלטתי ללכת על מעבדה. אז בניתי תקציב, רשימת חומרים, ציר זמן, ותהליך, ושלחתי באימייל ל-200 פרופסורים שונים באוניברסיטת ג'ונס הופקינס ובמכון הלאומי לבריאות, בעיקרון, לכל אחד שהיה קשור לחקר סרטן הלבלב. ישבתי וחיכיתי לאימיילים עם התשובות החיוביות שיתחילו לזרום, שיגידו - "אתה גאון!" "אתה הולך להציל את כולנו" ו - (צחוק) אז המציאות תפסה ובמשך חודש קיבלתי 199 דחיות מתוך 200 האימיילים ששלחתי. פרופסור אחד אפילו עבר על כל ההליך שלי, ובאופן קפדני, אני לא ממש בטוח מאיפה היה לו את הזמן, עבר על ההליך וציין למה כל שלב וכל צעד היו הטעות הכי גדולה שאני יכול לעשות. כמובן שלפרופסורים לא הייתה דעה כל כך טובה על העבודה שלי כמו שלי הייתה. למרות זאת, היתה נקודת אור. פרופסור אחד אמר - "אולי אני אוכל לעזור לך, ילד." אז הלכתי בכיוון הזה. (צחוק) כי אי אפשר לסרב לילד. 3 חודשים מאוחר יותר, סוף סוף קבעתי דדליין עם האיש הזה, והגעתי למעבדה שלו, התרגשתי מאוד ואז ישבתי, התחלתי לפתוח את הפה ולדבר, וחמש שניות אחר כך הוא קורא לדוקטור נוסף. דוקטורים התחילו להיכנס לחדר, וכולם התחילו לזרוק לעברי שאלות, ולקראת הסוף התחלתי להרגיש כאילו אני במכונית של ליצנים. היו שם 20 דוקטורים בנוסף אליי ולפרופסור מצטופפים בתוך משרד קטן כשהם לא מפסיקים לזרוק לעברי שאלות, בניסיון להפריך את ההליך שלי. כמה לא אופייני זה? אני מתכוון, פששש. (צחוק) למרות זאת, כשנכנסתי לתוך החקירה הזו, עניתי על כל השאלות שלהם, וניחשתי חלק לא קטן מהם אבל עניתי נכון, ובסופו של דבר השגתי את חלל המעבדה שאני צריך. אבל זמן קצר לאחר מכן אני גיליתי שההליך הגאוני שלי הכיל משהו כמו מיליון חורים, ובמשך שבעת החודשים הבאים מילאתי באופן קפדני את כל אחד ואחד מהחורים הללו. התוצאה? גלאי נייר קטן אחד שעולה 3 סנט ולוקח להריץ אותו כ-3 דקות. זה הופך את זה לפי 168 מהיר יותר, יותר מ-26,000 פעם זול יותר, ופי 400 רגיש יותר מהשיטה העכשווית לגילוי סרטן הלבלב. (מחיאות כפיים) אבל אחד הדברים הטובים ביותר בגלאי הוא שיש לו קרוב ל-100% דיוק, ויכול לגלות את הסרטן בשלבים המוקדמים ביותר כשלבן אדם יש קרוב ל-100% סיכויי הישרדות. כך שב-2-5 השנים הקרובות לגלאי הזה יש את הפוטנציאל להעלות את אחוזי ההישרדות מסרטן הלבלב מ- 5.5% עגום לקרוב ל-100%, והוא יעשה זאת גם לסרטן הרחם וסרטן הריאות. אבל זה לא ייגמר שם. על ידי החלפת הנוגדן, אפשר יהיה לבדוק חלבון אחר, כלומר, מחלה אחרת, ובפוטנציה - כל מחלה ברחבי העולם. כך שמרחב הגילוי הוא ממחלות לב למלריה, HIV, איידס, כמו גם צורות אחרות של סרטן -- כל דבר. כך שבתקווה רבה, יום אחד לכולנו יהיה את הדוד הנוסף, האימא, האח, אחות, יוכל להיות לנו את חבר המשפחה שאנחנו אוהבים, ושהלבבות שלנו ייפטרו מהמעמסה של מחלה שמגיע מסרטן הלבלב, סרטן הרחם וסרטן הריאות, ואולי כל מחלה, שדרך האינטרנט הכל אפשרי. אפשר לשתף תיאוריות, ואתה לא חייב להיות פרופסור עם תארים מרובים כדי שהרעיונות שלך יוערכו. זה מקום נייטרלי, שבו איך שאתה נראה, הגיל שלך, והמין שלך, הם לא משנים. רק הרעיונות שלך נחשבים. בשבילי, הכל קשור בהסתכלות על האינטרנט באופן חדש לגמרי וההבנה שיש בו כל כך הרבה מעבר ללשלוח תמונות עם פרצוף ברווז אונליין. אפשר לשנות את העולם. כך שאם בן 15 שאפילו לא ידע מה זה לבלב יכול למצוא דרך חדשה לגילוי סרטן הלבלב רק תנסו לדמיין מה אתם יכולים לעשות. תודה רבה. (מחיאות כפיים)