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. 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.
Около года назад моя тётя стала испытывать боли в спине. Она обратилась к доктору, и ей сказали, что это рядовая травма для того, кто занимался теннисом почти 30 лет. Ей порекомендовали пройти курс терапии, но по прошествии некоторого времени её самочувствие не улучшилось, поэтому врачи решили провести дальнейшее обследование. Они сделали рентген и обнаружили повреждения в лёгких. Тогда они решили, что это были растяжения в мышцах и сухожилиях между рёбер, но после нескольких недель лечения её здоровье всё ещё не улучшалось. Наконец врачи решили сделать биопсию, и две недели спустя стали известны её результаты. Это был рак лёгких 3-й стадии.
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 to get her properly diagnosed.
Её образ жизни был практически лишён факторов риска: она не выкурила ни одной сигареты, никогда не пила алкоголя и занималась спортом почти половину жизни. Вероятно поэтому врачам понадобилось почти 6 месяцев, чтобы поставить правильный диагноз.
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.
К сожалению, эта история, может быть знакома многим из вас. У каждого третьего в этом зале будет диагностирована та или иная форма рака. Каждый четвёртый от этого рака умрёт. Этот диагноз не только изменил жизнь нашей семьи, но и все эти хождения туда-сюда с анализами, посещение разных врачей, описывающих симптомы и отметающих возможные заболевания снова и снова, дались очень нелегко, особенно, моей тёте. Именно так рак диагностируют с незапамятных времён. Мы лечим рак медикаментами и терапией XXI века, при этом до сих пор используя диагностические методы XX века, если дело до них вообще доходит.
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 and more accessible than ever before.
Сегодня мы вынуждены дожидаться симптомов, которые укажут на проблемы со здоровьем. Сегодня у большинства людей до сих пор нет доступа к ранней диагностике рака, хотя известно, что именно это является самым верным оружием в борьбе против этого заболевания. Мы знаем, что уже сейчас мы можем это изменить. Вот почему я и моя команда решили начать этот путь в попытке сделать распознавание рака на ранних стадиях и выявление свойственных ему признаков на молекулярном уровне проще, дешевле, практичнее и доступнее, чем когда-либо.
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 with new approaches.
Сегодня ситуация такова, что мы живём в эпоху технологий, опережающих время в геометрической прогрессии, и сфера биологии — не исключение. Сегодня биотехнологии развиваются по меньшей мере в шесть раз быстрее, чем растёт производительность компьютеров. Но прогресс в биотехнологиях не только ускоряется, но и становится общедоступным. Как персональные компьютеры, интернет и смартфоны уравняли правила игры для предпринимательства, политики и образования, так и недавние открытия сделали то же самое для биотехнологий. Это позволяет таким многопрофильным командам, как наша, браться за решение подобных проблем, используя новые подходы.
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 called microRNAs.
Мы — команда учёных и инженеров из Чили, Панамы, Мексики, Израиля и Греции. Опираясь на недавние научные открытия, мы полагаем, что нашли надёжный и точный способ определения нескольких видов рака на самых ранних стадиях по анализу крови. Мы делаем это, отслеживая группу очень маленьких молекул, свободно циркулирующих в крови, называемых микроРНК.
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, highly sensitive biomarker.
Чтобы объяснить природу микроРНК и их важную роль в развитии рака, мне следует начать с белков. Когда в организме развивается рак, модификация белка наблюдается во всех раковых клетках. Как вы, должно быть, знаете, белки — это большие молекулы, выполняющие различные функции в организме. Например, они ускоряют метаболические реакции, реагируют на раздражители, копируют ДНК. Перед тем, как происходит экспрессия или выработка белка, участки его генетического кода, находящиеся в ДНК, копируются в матричную РНК. Эта матричная РНК содержит инструкции по созданию определённого белка. Потенциально она может создать сотни белков, но за то, когда это делать и сколько белков нужно создать, отвечает микроРНК. МикроРНК — это маленькие молекулы, регулирующие экспрессию генов. В отличие от ДНК, которая в основном неизменна, микроРНК могут изменяться в зависимости от внешних и внутренних условий в любой момент времени, указывая на то, экспрессия каких генов происходит в данный момент. Именно поэтому микроРНК — многообещающий биомаркер рака, потому что, как вы знаете, рак — это изменение экспрессии генов. Это неконтролируемая регуляция генов. Важно также учитывать, что каждый тип рака не похож на остальные, но на уровне микроРНК есть некие закономерности. Несколько научных исследований показали, что атипичные уровни присутствия микроРНК варьируются и создают уникальный набор черт и характеристик для каждого типа рака даже на ранних стадиях, показывая развитие заболевания, его реакцию на медикаментозное лечение или вхождение в ремиссию. Это делает микроРНК идеальным, высокочувствительным биомаркером.
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.
Однако проблема с микроРНК в том, что существующие технологии с применением ДНК не позволяют выявлять их надёжно, потому что микроРНК — очень короткая цепочка нуклеотидов, гораздо короче, чем ДНК. К тому же все микроРНК очень похожи друг на друга, различия могут быть минимальны. Представьте, как нелегко различить две молекулы, которые чрезвычайно похожи и чрезвычайно малы.
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.
Мы полагаем, что нашли способ это сделать, и сегодня мы показываем это впервые. Позвольте мне провести демонстрацию. Представьте, что во время очередного визита к врачу вы сдаёте кровь на обычный анализ. Лаборант выделяет тотальную РНК, что довольно просто сделать в наши дни, и помещает её в такой стандартный 96-луночный планшет. В каждую лунку в этом планшете мы помещаем особую биохимическую среду, нацеленную на поиск определённых микроРНК и действующую как ловушка, захлопывающаяся только при наличии микроРНК. Когда это происходит, она испускает зелёное свечение. Чтобы начать реакцию, вы помещаете планшет в такой прибор и кладёте сверху ваш смартфон. Я прошу переместить камеру сюда, чтобы было видно мой экран. Смартфон действует как компьютер и как камера, подходящая для наших целей. Смартфон делает фотографии, и когда реакция завершается, он посылает их в нашу базу данных для обработки и интерпретации. Весь процесс занимает около часа. После его завершения светящиеся лунки соотносят с определёнными микроРНК и анализируют, насколько интенсивно и быстро они испускали свечение. Вот что происходит после этого. Этот график показывает специфические микроРНК, присутствующие в образце, и то, как происходила реакция. Если мы возьмём комбинацию микроРНК данного пациента и сравним её с существующей научной документацией о соответствующих комбинациях микроРНК, выраженных при определённом заболевании, мы увидим, что это рак поджелудочной железы. Это настоящий анализ, и мы только что обнаружили рак поджелудочной железы.
(Applause)
(Аплодисменты)
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.
Ещё один важный аспект этого подхода — сбор и обработка данных в облаке. Мы получаем результат в реальном времени и анализируем его с помощью контекстуальной информации. Если мы хотим лучше понять и расшифровать такие болезни, как рак, мы не должны видеть в них только острые изолированные случаи — нужно изучать и измерять всё, что влияет на состояние здоровья на постоянной основе. Эта платформа — рабочий прототип. В ней задействованы ультрасовременная молекулярная биология, недорогое устройство, напечатанное на 3D-принтере, и обработка и анализ данных — всё для того, чтобы попытаться решить одну из сложнейших задач человечества. Поскольку мы считаем, что раннее выявление рака должно быть доступным для всех, эта разработка стоит по меньшей мере в 50 раз меньше, чем современные методы. Мы знаем, что общественность может помочь в ускорении процесса, поэтому мы оставили разработку этого устройства в открытом доступе.
(Applause)
(Аплодисменты)
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 with 200 women for breast cancer.
Я подчёркиваю, что мы пока находимся на раннем этапе, но мы уже смогли успешно идентифицировать комбинации микроРНК для рака лёгких, поджелудочной железы, а также рака груди и печени. В данный момент мы проводим испытания совместно с Немецким исследовательским онкологическим центром с участием 200 женщин с раком груди.
(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.
(Аплодисменты) Это единственный неинвазивный, точный и доступный анализ с потенциалом кардинально изменить процедуру лечения и диагностики рака. Поскольку мы работаем с микроРНК в вашей крови в любой момент времени, необязательно знать, какой рак мы ищем. Совсем необязательно иметь симптомы. Всё, что требуется, — это 1 мл крови и относительно простой набор инструментов.
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.
Сейчас рак обнаруживают в основном когда появляются симптомы, на 3-й или 4-й стадии — это слишком поздно. Это слишком дорого обходится нашим семьям. Это слишком дорого обходится человечеству. Мы не можем проиграть войну с раком. Она не только стоит миллиарды долларов — она стоит нам жизней любимых людей. Сегодня моя тётя мужественно сражается и проходит через это испытание с позитивным настроем. Однако я хочу, чтобы такие сражения стали редкостью. Я хочу увидеть тот день, когда рак станет легко излечить благодаря простой диагностике на очень ранних стадиях. Я уверен, что в очень скором будущем благодаря этому и другим прорывам, ежедневно происходящим в медицине, наш взгляд на рак радикально изменится. Это даст нам шанс рано его обнаружить, лучше его понять и излечить.
Thank you very much.
Спасибо большое.
(Applause)
(Аплодисменты)