Vor fast einem Jahr bekam meine Tante Rückenschmerzen. Sie ging zum Arzt und sie sagten ihr, für jemanden, der 30 Jahre lang Tennis gespielt habe, sei das eine normale Verletzung. Sie empfahlen eine Behandlung, aber es wurde nicht besser. Daher beschlossen die Ärzte, weitere Tests durchzuführen. Sie machten eine Röntgenaufnahme und entdeckten eine Lungenverletzung, von der sie damals dachten, sie kam von einer Zerrung der Muskeln und Sehnen zwischen ihren Rippen, aber nach einigen Behandlungswochen ging es ihr gesundheitlich nicht besser.
Almost a year ago, my aunt started suffering back pains. She went to see the doctor and they told her it was a normal injury for someone who had been playing tennis for almost 30 years. They recommended that she do some therapy, but after a while she wasn't feeling better, so the doctors decided to do further tests. They did an x-ray and discovered an injury in her lungs, and at the time they thought that the injury was a strain in the muscles and tendons between her ribs, but after a few weeks of treatment, again her health wasn't getting any better.
Also entnahmen sie eine Gewebeprobe, und zwei Wochen später waren die Ergebnisse da. Es war Lungenkrebs Stufe 3.
So finally, they decided to do a biopsy, and two weeks later, the results of the biopsy came back. It was stage 3 lung cancer.
Ihre Lebensweise war nahezu risikofrei. Sie rauchte nie, trank nie, und trieb fast ihr ganzes Leben lang Sport. Vielleicht brauchten sie deshalb beinahe 6 Monate für die richtige Diagnose.
Her lifestyle was almost free of risk. She never smoked a cigarette, she never drank alcohol, and she had been playing sports for almost half her life. Perhaps, that is why it took them almost six months
Meine Geschichte könnte -- leider -- den meisten von Ihnen bekannt vorkommen. Jeder Dritte in diesem Publikum wird eine Krebsdiagnose bekommen, und jeder Vierte wird daran sterben. Die Krebsdiagnose hat nicht nur unser Familienleben verändert, sondern das Hin und Her zwischen neuen Tests, verschiedenen Ärzten, Symptombeschreibungen und wiederholt verworfenen Erkrankungen erzeugte Stress und Frustration, besonders bei meiner Tante. So wird Krebsdiagnose seit Anbeginn durchgeführt. Wir haben medizinische und medikamentöse Ansätze des 21. Jh. zur Krebsbehandlung, aber die Methoden und Vorgänge bis zur Diagnose stammen noch aus dem 20. Jh., wenn wir überhaupt welche haben.
to get her properly diagnosed. My story might be, unfortunately, familiar to most of you. One out of three people sitting in this audience will be diagnosed with some type of cancer, and one out of four will die because of it. Not only did that cancer diagnosis change the life of our family, but that process of going back and forth with new tests, different doctors describing symptoms, discarding diseases over and over, was stressful and frustrating, especially for my aunt. And that is the way cancer diagnosis has been done since the beginning of history. We have 21st-century medical treatments and drugs to treat cancer, but we still have 20th-century procedures and processes for diagnosis, if any.
Wir müssen heute Symptome abwarten, die eine Erkrankung andeuten. Die Mehrheit hat noch immer keinen Zugang zu Krebsfrüherkennungsmethoden, obwohl wir wissen, dass rechtzeitige Entdeckung grundsätzlich dem am Nächsten kommt, was eine sichere Heilung ermöglicht. Wir können das noch in unserer Lebenszeit ändern, darum haben mein Team und ich diese Reise angetreten, eine Reise mit dem Versuch, Krebserkrankungen in der Frühphase erkennbar und die passende Behandlung auf molekularer Ebene einfacher, billiger, intelligenter und zugänglicher als je zuvor zu machen.
Today, most of us have to wait for symptoms to indicate that something is wrong. Today, the majority of people still don't have access to early cancer detection methods, even though we know that catching cancer early is basically the closest thing we have to a silver bullet cure against it. We know that we can change this in our lifetime, and that is why my team and I have decided to begin this journey, this journey to try to make cancer detection at the early stages and monitoring the appropriate response at the molecular level easier, cheaper, smarter
Der Kontext ist natürlich, dass wir in einer Zeit leben, in der die Technik die Gegenwart in exponentiellem Maße zerreißt, und die Biologie ist da keine Ausnahme. Es wird gesagt, dass Biotechnologie mindestens sechsmal schneller fortschreitet als die Wachstumsrate der Rechenleistung von Computern. Aber der Fortschritt in der Biotechnologie wird nicht nur beschleunigt, sondern auch demokratisiert. So wie PCs, das Internet, oder Smartphones breiteren Zugang zu Unternehmertum, Politik oder Ausbildung schufen, haben jüngste Fortschritte es auch für die Biotechnologie ermöglicht, und das erlaubt multidisziplinären Teams wie unserem den Versuch, diese Probleme mit neuen Ansätzen anzugehen.
and more accessible than ever before. The context, of course, is that we're living at a time where technology is disrupting our present at exponential rates, and the biological realm is no exception. It is said today that biotech is advancing at least six times faster than the growth rate of the processing power of computers. But progress in biotech is not only being accelerated, it is also being democratized. Just as personal computers or the Internet or smartphones leveled the playing field for entrepreneurship, politics or education, recent advances have leveled it up for biotech progress as well, and that is allowing multidisciplinary teams like ours to try to tackle and look at these problems
Wir sind ein Team von Wissenschaftlern und Technologen aus Chile, Panama, Mexiko, Israel und Griechenland. Auf der Basis neuer wissenschaftlichen Entdeckungen glauben wir, einen verlässlichen und zielsicheren Weg gefunden zu haben, verschiedene Arten von Krebs im Frühstadium durch eine Blutprobe nachzuweisen. Dazu weisen wir eine Anzahl sehr kleiner Moleküle nach, die in unserem Blut zirkulieren, microRNAs gennannt.
with new approaches. We are a team of scientists and technologists from Chile, Panama, Mexico, Israel and Greece, and based on recent scientific discoveries, we believe that we have found a reliable and accurate way of detecting several types of cancer at the very early stages through a blood sample. We do it by detecting a set of very small molecules that circulate freely in our blood
Um zu erklären, was microRNAs sind, und welche wichtige Rolle sie beim Krebs spielen, muss ich bei Proteinen beginnen. Wenn nämlich Krebs im Körper ist, werden Proteine in allen Krebszellen modifiziert. Wie Sie vielleicht wissen, sind Proteine große biologische Moleküle mit unterschiedlichen Funktionen im Körper, wie Katalyse von Stoffwechselreaktionen, Reaktionen auf Stimuli oder die Replikation von DNA. Aber bevor ein Protein exprimiert oder produziert wird, werden relevante Teile des genetischen Codes in der DNA in die Boten-RNA kopiert, sodass diese Boten-RNA eine Anleitung hat, wie ein Protein gebaut wird. Sie kann potenziell Hunderte von Proteinen bauen, aber was ihr sagt, wann gebaut wird, und wie viele gebaut werden, sind die microRNAs. MicroRNAs sind also kleine Moleküle, die Genexpression regulieren. Anders als die hauptsächlich fixierte DNA unterscheiden sich microRNAs je nach internen Bedingungen und Umgebungsbedingungen zu gegebener Zeit, und sagen uns, welche Gene zum Zeitpunkt aktiv exprimiert werden. Daher sind microRNAs solch ein vielversprechender Biomarker für Krebs, weil Krebs bekanntlich eine Krankheit veränderter Genexpression ist. Er ist die unkontrollierte Regulation von Genen. Ebenso ist es wichtig zu beachten, dass es keine zwei identischen Krebsformen gibt, aber auf der microRNA-Ebene gibt es gemeinsame Muster. In verschiedenen Studien wurde festgestellt, dass abnormale microRNA-Expressionsstufen variieren und ein besonderes, spezifisches Muster für jede Krebsart schaffen, sogar im Frühstadium, den Fortschritt der Krankheit wiedergebend, und ob sie auf die Medikamente anspricht, oder sich rückbildet, was aus der microRNA einen perfekten, hochsensiblen Biomarker macht.
called microRNAs. To explain what microRNAs are and their important role in cancer, I need to start with proteins, because when cancer is present in our body, protein modification is observed in all cancerous cells. As you might know, proteins are large biological molecules that perform different functions within our body, like catalyzing metabolic reactions or responding to stimuli or replicating DNA, but before a protein is expressed or produced, relevant parts of its genetic code present in the DNA are copied into the messenger RNA, so this messenger RNA has instructions on how to build a specific protein, and potentially it can build hundreds of proteins, but the one that tells them when to build them and how many to build are microRNAs. So microRNAs are small molecules that regulate gene expression. Unlike DNA, which is mainly fixed, microRNAs can vary depending on internal and environmental conditions at any given time, telling us which genes are actively expressed at that particular moment. And that is what makes microRNAs such a promising biomarker for cancer, because as you know, cancer is a disease of altered gene expression. It is the uncontrolled regulation of genes. Another important thing to consider is that no two cancers are the same, but at the microRNA level, there are patterns. Several scientific studies have shown that abnormal microRNA expression levels varies and creates a unique, specific pattern for each type of cancer, even at the early stages, reflecting the progression of the disease, and whether it's responding to medication or in remission, making microRNAs a perfect,
Das Problem mit microRNAs ist jedoch, dass wir keine DNA-basierte Technologie nutzen können, um sie zuverlässig zu erkennen, weil es sehr kurze Sequenzen von Nukleotiden sind, viel kleiner als DNA. Außerdem sind alle microRNAs einander sehr ähnlich, mit nur kleinen Abweichungen. Stellen Sie sich vor, Sie versuchen, zwei extrem ähnliche, extrem kleine Moleküle zu unterscheiden.
highly sensitive biomarker. However, the problem with microRNAs is that we cannot use existing DNA-based technology to detect them in a reliable way, because they are very short sequences of nucleotides, much smaller than DNA. And also, all microRNAs are very similar to each other, with just tiny differences. So imagine trying to differentiate two molecules, extremely similar, extremely small.
Wir glauben, einen Weg gefunden zu haben, und dies ist das erste Mal, dass wir es in der Öffentlicheit zeigen. Ich zeige es Ihnen. Denken Sie an den nächsten Arztbesuch. Sie machen einen Standard-Bluttest. Ein Labortechniker extrahiert eine ganze RNA, was heute recht einfach ist. Er gibt sie in eine gängige 96-Microtiterschale wie diese. Jedes dieser Näpfchen hat sepzifische biochemische Eigenschaften, die wir zuordnen, die nach spezifischer microRNA suchen -- wie eine Fallle, die nur zuschnappt, wenn eine microRNA in der Probe ist, und dann in grüner Farbe leuchtet. Um die Reaktion anlaufen zu lassen, stellt man die Schale in eine Vorrichtung wie diese hier, und dann kann man sein Smartphone darauf legen. Mit einer Kamera können sie meinen Bildschirm sehen. Ein Smartphone ist ein Computer und es ist außerdem eine Kamera, die für den Zweck ausreicht. Das Smartphone macht Bilder. Ist die Reaktion vorüber, sendet es die Bilder zu unserer Online-Datenbank, wo sie verarbeitet und interpretiert werden. Der ganze Vorgang dauert etwa 60 Minuten, aber wenn der Prozess vorbei ist, werden leuchtende Näpfchen spezifischen microRNAs zugeordnet und analysiert, wie stark und wie schnell sie leuchten. Wenn dieser ganze Prozess vorüber ist, geschieht das. Diese Grafik zeigt die spezifischen microRNAs in dieser Probe und wie sie über die Zeit hinweg reagierten. Wenn wir das spezifische microRNA-Muster aus der Probe dieser Person nehmen, und es mit der bestehenden wissenschaftlichen Dokumentation vergleichen, die microRNA-Muster einer bestimmten Krankheit zuordnet, dann sieht das hier wie Bauchspeicheldrüsenkrebs aus. Dieser Inhalt ist eine echte Probe, bei der wir gerade Bauchspeicheldrüsenkrebs entdeckt haben.
We believe that we have found a way to do so, and this is the first time that we've shown it in public. Let me do a demonstration. Imagine that next time you go to your doctor and do your next standard blood test, a lab technician extracts a total RNA, which is quite simple today, and puts it in a standard 96-well plate like this one. Each well of these plates has specific biochemistry that we assign, that is looking for a specific microRNA, acting like a trap that closes only when the microRNA is present in the sample, and when it does, it will shine with green color. To run the reaction, you put the plate inside a device like this one, and then you can put your smartphone on top of it. If we can have a camera here so you can see my screen. A smartphone is a connected computer and it's also a camera, good enough for our purpose. The smartphone is taking pictures, and when the reaction is over, it will send the pictures to our online database for processing and interpretation. This entire process lasts around 60 minutes, but when the process is over, wells that shine are matched with the specific microRNAs and analyzed in terms of how much and how fast they shine. And then, when this entire process is over, this is what happens. This chart is showing the specific microRNAs present in this sample and how they reacted over time. Then, if we take this specific pattern of microRNA of this person's samples and compare it with existing scientific documentation that correlates microRNA patterns with a specific presence of a disease, this is how pancreatic cancer looks like. This inside is a real sample where we just detected pancreatic cancer.
(Applaus)
(Applause)
Ein weiterer wichtiger Aspekt dieses Ansatzes ist das Datensammeln und Auswerten in der Cloud, um Ergebnisse in Echtzeit zu erhalten und sie mit unserer Kontextinformation zu analysieren. Wenn wir Erkrankungen wie Krebs besser verstehen und entschlüsseln wollen, müssen wir damit aufhören, sie als akute, isolierte Episoden zu sehen, und alles berücksichtigen und messen, das unsere Gesundheit permanent beeinflusst. Die ganze Plattform ist ein funktionsfähiger Prototyp. Er nutzt modernste Molekularbiologie, ein günstiges, 3D-gedrucktes Gerät, und Datenverarbeitung für den Versuch, eine der größten Herausforderungen der Menschheit anzugehen. Da wir überzeugt sind, dass Krebsfrüherkennung demokratisiert werden soll, kostet diese Lösung 50-mal weniger als gegenwärtig verfügbare Methoden. Da wir wissen, dass die Community uns helfen kann, dies noch mehr zu beschleunigen, machen wir das Design des Geräts Open-Source.
Another important aspect of this approach is the gathering and mining of data in the cloud, so we can get results in real time and analyze them with our contextual information. If we want to better understand and decode diseases like cancer, we need to stop treating them as acute, isolated episodes, and consider and measure everything that affects our health on a permanent basis. This entire platform is a working prototype. It uses state-of-the-art molecular biology, a low-cost, 3D-printed device, and data science to try to tackle one of humanity's toughest challenges. Since we believe early cancer detection should really be democratized, this entire solution costs at least 50 times less than current available methods, and we know that the community can help us accelerate this even more, so we're making the design of the device open-source.
(Applaus)
(Applause)
Ich möchte klar sagen, dass wir noch in den Kinderschuhen stecken, aber bisher gelang es uns, das microRNA-Muster von Bauchspeicheldrüsen-, Lungen-, Brust- und Leberkrebs zu ermitteln. Gegenwärtig führen wir in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Krebsforschungszentrum bei 200 Frauen klinische Tests für Brustkrebs durch.
Let me say very clearly that we are at the very early stages, but so far, we have been able to successfully identify the microRNA pattern of pancreatic cancer, lung cancer, breast cancer and hepatic cancer. And currently, we're doing a clinical trial in collaboration with the German Cancer Research Center
(Applaus) Dies ist der einzige nicht-invasive, genaue und bezahlbare Test, der das Potenzial hat, einen radikalen Wandel zu bewirken, wie Verfahren und Diagnostik für Krebs ausgeführt werden. Da wir jederzeit nach microRNA-Mustern in Ihrem Blut suchen, müssen Sie nicht wissen, welchen Krebs wir suchen. Es müssen keine Symptome da sein. Man braucht nur einen Milliliter Blut und eine relativ einfache Reihe von Geräten.
with 200 women for breast cancer. (Applause) This is the single non-invasive, accurate and affordable test that has the potential to dramatically change how cancer procedures and diagnostics have been done. Since we're looking for the microRNA patterns in your blood at any given time, you don't need to know which cancer you're looking for. You don't need to have any symptoms. You only need one milliliter of blood and a relatively simple array of tools.
Heute wird Krebs meist erst erkannt, wenn Symptome auftreten. Das ist bei Stufe 3 oder 4, und ich glaube, das ist zu spät. Das ist zu teuer für die Familien. Das ist zu teuer für die Menschheit. Wir dürfen den Krieg gegen den Krebs nicht verlieren. Er kostet nicht nur Milliarden von Dollar, sondern auch den Menschen, die wir lieben, das Leben. Heute kämpft meine Tante tapfer und durchläuft den Prozess mit positiver Einstellung. Dennoch wünsche ich mir solche Kämpfe als seltene Ausnahme. Ich will den Tag erleben, an dem Krebs einfach zu behandeln ist, weil die Diagnose im Frühstadium Routine geworden ist. Und ich bin sicher, dass sich in sehr naher Zukunft deswegen und aufgrund anderer Durchbrüche, die wir jeden Tag in der Biowissenschaft erleben, unsere Denkweise über Krebs radikal verändern wird. Uns wird die Chance gegeben, ihn früh zu erkennen, ihn besser zu verstehen, und eine Heilung zu finden.
Today, cancer detection happens mainly when symptoms appear. That is, at stage 3 or 4, and I believe that is too late. It is too expensive for our families. It is too expensive for humanity. We cannot lose the war against cancer. It not only costs us billions of dollars, but it also costs us the people we love. Today, my aunt, she's fighting bravely and going through this process with a very positive attitude. However, I want fights like this to become very rare. I want to see the day when cancer is treated easily because it can be routinely diagnosed at the very early stages, and I'm certain that in the very near future, because of this and other breakthroughs that we are seeing every day in the life sciences, the way we see cancer will radically change. It will give us the chance of detecting it early, understanding it better, and finding a cure.
Vielen Dank.
Thank you very much.
(Applaus)
(Applause)