It's a pleasure to be here in Edinburgh, Scotland, the birthplace of the needle and syringe. Less than a mile from here in this direction, in 1853 a Scotsman filed his very first patent on the needle and syringe. His name was Alexander Wood, and it was at the Royal College of Physicians. This is the patent. What blows my mind when I look at it even today is that it looks almost identical to the needle in use today. Yet, it's 160 years old.
Este o plăcere să fiu aici, în Edinburgh, în Scoţia, locul de naştere al acului şi al seringii. La o distanţă de 1,5 Km în direcţia asta, în anul 1853, un scoţian a cerut primul său patent pentru seringa cu ac. Numele său era Alexander Wood şi era la Colegiul Regal al Medicilor, Iată patentul. Privindu-l, mă uimeşte faptul că arată aproape identic cu acul pe care îl folosim astăzi. Totuși, are 160 de ani.
So we turn to the field of vaccines. Most vaccines are delivered with the needle and syringe, this 160-year-old technology. And credit where it's due -- on many levels, vaccines are a successful technology. After clean water and sanitation, vaccines are the one technology that has increased our life span the most. That's a pretty hard act to beat.
Ne întoarcem spre tema vaccinurilor. Cele mai multe vaccinuri sunt administrate cu ajutorul seringii cu ac, o tehnologie veche de 160 de ani. Şi trebuie să recunoaştem - acolo unde este cazul, vaccinurile sunt o tehnologie de succes. După apa curată şi salubritate, vaccinurile reprezintă tehnologia care ne-a ajutat cel mai mult să lungim durata de viaţă. E destul de greu să doborâm acest standard.
But just like any other technology, vaccines have their shortcomings, and the needle and syringe is a key part within that narrative -- this old technology. So let's start with the obvious: Many of us don't like the needle and syringe. I share that view. However, 20 percent of the population have a thing called needle phobia. That's more than disliking the needle; that is actively avoiding being vaccinated because of needle phobia. And that's problematic in terms of the rollout of vaccines.
La fel ca orice altă tehnologie, vaccinurile au anumite neajunsuri, iar acul şi seringa, sunt o parte cheie din povestea acestei vechi tehnoloogii. Să începem cu ceva evident: Multora dintre noi nu ne plac seringile cu ac. Împărtăşesc această părere. Totuşi 20% dintre oameni au o boală numită fobie faţă de ace. E mai mult decât să nu-ţi placă acele. înseamnă să eviţi să fii vaccinat din cauza fobiei fată de ace. Administrarea vaccinurilor devine astfel problematică.
Now, related to this is another key issue, which is needlestick injuries. And the WHO has figures that suggest about 1.3 million deaths per year take place due to cross-contamination with needlestick injuries. These are early deaths that take place.
Legat de asta avem o altă problemă cheie, şi anume rănile provocate de ace. Organizaţia Mondială a Sănătăţii are date care indică 1,3 milioane de decese pe an din cauza contaminărilor survenite în urma rănirilor provocate de ace. Sunt decese survenite înainte de vreme.
Now, these are two things that you probably may have heard of, but there are two other shortcomings of the needle and syringe you may not have heard about. One is it could be holding back the next generation of vaccines in terms of their immune responses. And the second is that it could be responsible for the problem of the cold chain that I'll tell you about as well.
Despre aceste două lucruri probabil aţi auzit, dar mai există două neajunsuri ale acelor şi seringilor despre care poate nu aţi auzit. Una e că ar putea să blocheze noua generaţie de vaccinuri menite să declanșeze imunitate. Al doilea, ar putea întrerupe lanţul de congelare și depozitare despre care vă voi povesti.
I'm going to tell you about some work that my team and I are doing in Australia at the University of Queensland on a technology designed to tackle those four problems. And that technology is called the Nanopatch. Now, this is a specimen of the Nanopatch. To the naked eye it just looks like a square smaller than a postage stamp, but under a microscope what you see are thousands of tiny projections that are invisible to the human eye. And there's about 4,000 projections on this particular square compared to the needle. And I've designed those projections to serve a key role, which is to work with the skin's immune system. So that's a very important function tied in with the Nanopatch.
Vă voi povesti despre munca pe care eu şi echipa mea o facem în Australia, la Universitatea Queensland, pentru o tehnologie destinată să depăşească aceste 4 probleme. Tehnologia e numită Nanopatch. Asta e o mostră din Nanopatch (nano-plasture). Cu ochilul liber pare a fi doar un pătrat mai mic decât un timbru, dar la microscop se văd mii de terminații mici invizibile pentru ochiul uman. Sunt aproximativ 4000 de terminații pe acest pătrat în comparaţie cu un ac. Am creat aceste proiecţii cu rolul cheie de a lucra cu sistemul imunitar al pielii. E o funcţie foarte importantă pe care o are Nanopatch.
Now we make the Nanopatch with a technique called deep reactive ion etching. And this particular technique is one that's been borrowed from the semiconductor industry, and therefore is low cost and can be rolled out in large numbers.
Producem Nanopatch cu o tehnică numită gravare cu ioni puternic reactivi. Am împrumutat această tehnică din industria semiconductorilor, prin urmare are un cost mic şi poate fi propagată uşor.
Now we dry-coat vaccines to the projections of the Nanopatch and apply it to the skin. Now, the simplest form of application is using our finger, but our finger has some limitations, so we've devised an applicator. And it's a very simple device -- you could call it a sophisticated finger. It's a spring-operated device. What we do is when we apply the Nanopatch to the skin as so -- (Click) -- immediately a few things happen. So firstly, the projections on the Nanopatch breach through the tough outer layer and the vaccine is very quickly released -- within less than a minute, in fact. Then we can take the Nanopatch off and discard it. And indeed we can make a reuse of the applicator itself.
Galvanizăm vaccinurile pe proiecţiile din Nanopatch şi le aplicăm pe piele. Cea mai simplă formă de aplicare este să foloseşti propriul deget, dar degetele au anumite limite, de aceea am creat un aplicator. E un dispozitiv foarte simplu - îl putem numi deget sofisticat. E un dispozitiv declanşat printr-un arc. Când aplicăm Nanopatch pe piele - (Click) se întâmplă imediat câteva lucruri. În primul rând, terminațiile de pe Nanopatch străpung stratul dur exterior iar vaccinul e repede eliberat în mai puţin de un minut. Apoi dezlipim Nanopatch-ul şi îl aruncăm. Aplicatorul poate fi refolosit.
So that gives you an idea of the Nanopatch, and immediately you can see some key advantages. We've talked about it being needle-free -- these are projections that you can't even see -- and, of course, we get around the needle phobia issue as well.
Vă faceți astfel o idee despre Nanopatch şi imediat puteţi vedea câteva avantaje cruciale. Am menționat că nu foloseşte ace. Are pini pe care nici măcar nu se văd şi astfel trecem şi peste problema fobiei faţă de ace.
Now, if we take a step back and think about these other two really important advantages: One is improved immune responses through delivery, and the second is getting rid of the cold chain.
Dacă stăm şi ne gândim la celelalte două avantaje cu adevărat importante: unul este îmbunătăţirea răspunsului imunitar iar celălalt eliminarea lanţului de refrigerare.
So let's start with the first one, this immunogenicity idea. It takes a little while to get our heads around, but I'll try to explain it in simple terms. So I'll take a step back and explain to you how vaccines work in a simple way. So vaccines work by introducing into our body a thing called an antigen which is a safe form of a germ. Now that safe germ, that antigen, tricks our body into mounting an immune response, learning and remembering how to deal with intruders. When the real intruder comes along the body quickly mounts an immune response to deal with that vaccine and neutralizes the infection. So it does that well.
Să începem cu primul: imunogenitatea. Durează un pic până ne dumirim, dar voi încerca să explic în termeni simpli. Voi explica simplificat felul în care funcţionează vaccinurile. Vaccinurile acționează prin introducerea în corp a unui antigen, o formă sigură a unui agent patogen. Antigenul, forma sigură a agentului patogen, păcăleşte corpul declanşând sistemul imunitar, învățându-l şi aminintindu-i astfel cum să se poarte cu invadatorii. Când adevăratul invadator vine, corpul declanşează imediat un răspun imunitar, pentru a face faţă şi pentru a neutraliza infecţia Face acest lucru bine.
Now, the way it's done today with the needle and syringe, most vaccines are delivered that way -- with this old technology and the needle. But it could be argued that the needle is holding back our immune responses; it's missing our immune sweet spot in the skin. To describe this idea, we need to take a journey through the skin, starting with one of those projections and applying the Nanopatch to the skin. And we see this kind of data. Now, this is real data -- that thing that we can see there is one projection from the Nanopatch that's been applied to the skin and those colors are different layers. Now, to give you an idea of scale, if the needle was shown here, it would be too big. It would be 10 times bigger than the size of that screen, going 10 times deeper as well. It's off the grid entirely. You can see immediately that we have those projections in the skin. That red layer is a tough outer layer of dead skin, but the brown layer and the magenta layer are jammed full of immune cells. As one example, in the brown layer there's a certain type of cell called a Langerhans cell -- every square millimeter of our body is jammed full of those Langerhans cells, those immune cells, and there's others shown as well that we haven't stained in this image. But you can immediately see that the Nanopatch achieves that penetration indeed. We target thousands upon thousands of these particular cells just residing within a hair's width of the surface of the skin.
Așa acţionăm astăzi cu acul şi seringa, cele mai multe vaccinuri fiind administrate astfel -- cu vechea tehnologie şi cu acul. Dar se poate argumenta că acul încetineşte reacţia imunitară pentru că ratează punctele cheie de declanşare din piele. Pentru a explica asta, trebuie să facem o călătorie prin piele, începând cu unul dintre aceşti pini şi aplicând Nanopatch-ul pe piele. Vedem astfel aceste date. Acestea sunt date reale - vedem acolo un pin al Nanopatch-ului care a fost aplicat pe piele iar culorile sunt straturi diferite. Pentru a vă face o idee despre mărime, dacă am arăta aici un ac, ar fi prea mare. Ar fi de 10 ori mai mare decât ecranul şi ar intra de 10 ori mai adânc. Este cu totul în afara grilei. Veţi vedea imediat că avem aceşti pini în piele. Stratul roşu e un strat exterior dur de piele moartă, iar stratul maro şi stratul roşu sunt pline de celule imunitare. De exemplu, în stratul maro există celule numite celule Langerhans -- fiecare milimetru pătrat al corpului nostru e înţesat de astfel de celule Langerhans, celule imunitare şi mai sunt şi altele care nu au fost marcate în imagine. Puteţi vedea imediat că Nanopatch reuşeşte să facă această penetrare. Ţintim mii şi mii de astfel de celule din stratul de la suprafeţei pielii de dimensiunea unui fir de păr.
Now, as the guy that's invented this thing and designed it to do that, I found that exciting. But so what? So what if you've targeted cells? In the world of vaccines, what does that mean? The world of vaccines is getting better. It's getting more systematic. However, you still don't really know if a vaccine is going to work until you roll your sleeves up and vaccinate and wait. It's a gambler's game even today.
Fiind cel care a inventat şi creat asta, o găsesc extrem de interesantă. Dar ce am realizat? Ce am realizat țintind aceste celule? Ce înseamnă asta în lumea vaccinurilor? Lumea vaccinurilor se îmbunătățește. Devine mai sistematizată. Totuşi, nu ştii cu adevărat dacă un vaccin va funcţiona până când nu îţi sufleci mâneca te vaccinezi şi aştepţi. E un joc de noroc până şi azi.
So, we had to do that gamble. We obtained an influenza vaccine, we applied it to our Nanopatches and we applied the Nanopatches to the skin, and we waited -- and this is in the live animal. We waited a month, and this is what we found out. This is a data slide showing the immune responses that we've generated with a Nanopatch compared to the needle and syringe into muscle. So on the horizontal axis we have the dose shown in nanograms. On the vertical axis we have the immune response generated, and that dashed line indicates the protection threshold. If we're above that line it's considered protective; if we're below that line it's not. So the red line is mostly below that curve and indeed there's only one point that is achieved with the needle that's protective, and that's with a high dose of 6,000 nanograms. But notice immediately the distinctly different curve that we achieve with the blue line. That's what's achieved with the Nanopatch; the delivered dose of the Nanopatch is a completely different immunogenicity curve. That's a real fresh opportunity. Suddenly we have a brand new lever in the world of vaccines. We can push it one way, where we can take a vaccine that works but is too expensive and can get protection with a hundredth of the dose compared to the needle. That can take a vaccine that's suddenly 10 dollars down to 10 cents, and that's particularly important within the developing world.
A trebuit să riscăm. Am obţinut un vaccin antigripal, l-am aplicat pe Nanopatch-urile noastre, am aplicat Nanopatch-ul pe piele, şi am aşteptat-- asta se întâmplă pe un animal viu. Am aşteptat o lună şi iată ce am aflat. Acest grafic arată răspunsul imunitar pe care l-am declanşat cu un Nanopatch în comparaţie cu o injecţie în muşchi cu ac şi seringă. Pe axa orizontală avem doza în nanograme. Pe axa verticală avem răspunsul imun generat, iar linia punctată indică pragul de protecţie. Deasupra liniei se consideră protejat; sub linie nu. Linia roșie e mai mult sub prag iar seringa reuşeşte să ofere protecţie doar la doza ridicată de 6.000 de nanograme. Dar observați curba foarte diferită pe care o atingem cu linia albastră. E cea obţinută cu Nanopatch; doza administrată de Nanopatch are o curbă complet diferită de imunitate. E o oportunitate cu adevărat nouă. Dintr-odată avem un nou sistem în lumea vaccinurilor. Putem chiar să luăm un vaccin care funcţionează, dar e prea scump, şi să obținem protecție cu o sutime din doza necesară pentru o seringă cu ac. Dintr-odată un vaccin de 10 dolari ajunge 10 cenți, iar asta e important mai ales în ţările în curs de dezvoltare.
But there's another angle to this as well -- you can take vaccines that currently don't work and get them over that line and get them protective. And certainly in the world of vaccines that can be important. Let's consider the big three: HIV, malaria, tuberculosis. They're responsible for about 7 million deaths per year, and there is no adequate vaccination method for any of those. So potentially, with this new lever that we have with the Nanopatch, we can help make that happen. We can push that lever to help get those candidate vaccines over the line. Now, of course, we've worked within my lab with many other vaccines that have attained similar responses and similar curves to this, what we've achieved with influenza.
Mai există un aspect: putem lua vaccinurile care nu funcţioneată acum şi să le aducem deasupra pragului ca să ne protejeze. În mod sigur în lumea vaccinurilor asta ar putea fi important. Să luăm în considerare cele 3 din top: HIV, malaria, tuberculoza. Sunt responsabile pentru 7 milioane de morţi pe an, dar nu exită o metodă potrivită de vaccinare pentru nicuna. Posibil ca acest nou sistem cu Nanopatch să poată rezolva asta. Putem ajuta vaccinurile candidate să treacă peste prag. Desigur, am lucrat în laborator cu multe alte vaccinuri care au atins răspunsuri și curbe similare cu cele obţinute pentru gripă.
I'd like to now switch to talk about another key shortcoming of today's vaccines, and that is the need to maintain the cold chain. As the name suggests -- the cold chain -- it's the requirements of keeping a vaccine right from production all the way through to when the vaccine is applied, to keep it refrigerated. Now, that presents some logistical challenges but we have ways to do it. This is a slightly extreme case in point but it helps illustrate the logistical challenges, in particular in resource-poor settings, of what's required to get vaccines refrigerated and maintain the cold chain. If the vaccine is too warm the vaccine breaks down, but interestingly it can be too cold and the vaccine can break down as well.
Aş dori să virez discuţia către un alt neajuns al vaccinurilor de azi, şi anume necesitatea de a menţine un lanţ de refrigerare. După cum sugerează numele, e cerinţa de a ţine vaccinul din momentul producţiei până la momentul administrării sale, la o temperatură scăzută. Asta ridică probleme de operare, însă avem metode să facem asta. Acesta este un caz extrem, dar exemplifică provocările de operare, în special în zone sărace în resurse, care trebuie să ţină vaccinurile la frigider şi să păsteze lanţul de frig. Dacă e prea cald, vaccinul se descompune, dar, interesant, şi dacă e prea frig vaccinul se poate degrada.
Now, the stakes are very high. The WHO estimates that within Africa, up to half the vaccines used there are considered to not be working properly because at some point the cold chain has fallen over. So it's a big problem, and it's tied in with the needle and syringe because it's a liquid form vaccine, and when it's liquid it needs the refrigeration.
Miza e foarte mare. OMS estimează că în Africa, jumătate din vaccinurile folosite acolo sunt considerate a nu funcţiona cum trebuie pentru că la un anumit moment lanţul de frig a fost întrerupt. E o problemă mare şi e legată de ac şi seringă pentru că vaccinul vine în formă lichidă, iar lichidul are nevoie de refrigerare.
A key attribute of our Nanopatch is that the vaccine is dry, and when it's dry it doesn't need refrigeration. Within my lab we've shown that we can keep the vaccine stored at 23 degrees Celsius for more than a year without any loss in activity at all. That's an important improvement. (Applause) We're delighted about it as well. And the thing about it is that we have well and truly proven the Nanopatch within the laboratory setting. And as a scientist, I love that and I love science. However, as an engineer, as a biomedical engineer and also as a human being, I'm not going to be satisfied until we've rolled this thing out, taken it out of the lab and got it to people in large numbers and particularly the people that need it the most.
O caracteristică esențială a Nanopatch-ului este că vaccinul e uscat, și, fiind uscat, nu are nevoie de refrigerare. În laborator am demonstrat că putem păstra vaccinul la 23ºC mai mult de un an, fără să îşi piardă proprietăţile. Este o îmbunătăţire importantă. (Aplauze) Suntem şi noi încântaţi de asta. Am dovedit cu adevărat eficienţa Nanopatch-ului în laborator. Ca om de ştiinţă îndrăgesc asta şi îndrăgesc ştiinţa. Ca inginer totuşi, ca inginer în biomedicină şi ca fiinţă umană, nu voi fi satisfăcut până când nu-l vom extinde în afara laboratorului, către o populaţie numeroasă, în special către oamenii care au cea mai mare nevoie.
So we've commenced this particular journey, and we've commenced this journey in an unusual way. We've started with Papua New Guinea.
Am început această călătorie şi am început-o într-un fel neobişnuit. Ne-am dus în Papua Noua Guinee.
Now, Papua New Guinea is an example of a developing world country. It's about the same size as France, but it suffers from many of the key barriers existing within the world of today's vaccines. There's the logistics: Within this country there are only 800 refrigerators to keep vaccines chilled. Many of them are old, like this one in Port Moresby, many of them are breaking down and many are not in the Highlands where they are required. That's a challenge. But also, Papua New Guinea has the world's highest incidence of HPV, human papillomavirus, the cervical cancer [risk factor]. Yet, that vaccine is not available in large numbers because it's too expensive. So for those two reasons, with the attributes of the Nanopatch, we've got into the field and worked with the Nanopatch, and taken it to Papua New Guinea and we'll be following that up shortly.
Papua Noua Guinee e un exemplu de ţară în curs de dezvoltare. Are cam aceeaşi suprafaţă ca Franţa, dar suferă de multe din barierele cheie de care ne lovim în lumea actuală a vaccinurilor. Sunt problemele de depozitare: în ţară sunt doar 800 de frigidere pentru a păstra vaccinurile la rece. Multe sunt vechi, ca acesta din port Moresby, multe se strică, iar multe lipsesc din ţinuturile înalte, acolo unde sunt necesare. Asta e o provocare. Papua Noua Guinee are cea mai mare incidenţă de HPV din lume papilomavirusul uman, care dă riscul de cancer cervical. Totuşi vaccinul nu e disponibil la scară largă, pentru că e prea scump. Din aceste două motive, cu atributele Nanopatch-ului am mers pe teren şi l-am folosit, l-am dus în Papua Noua Guinee, ne vom întoarce imediat la asta.
Now, doing this kind of work is not easy. It's challenging, but there's nothing else in the world I'd rather be doing. And as we look ahead I'd like to share with you a thought: It's the thought of a future where the 17 million deaths per year that we currently have due to infectious disease is a historical footnote. And it's a historical footnote that has been achieved by improved, radically improved vaccines. Now standing here today in front of you at the birthplace of the needle and syringe, a device that's 160 years old, I'm presenting to you an alternative approach that could really help make that happen -- and it's the Nanopatch with its attributes of being needle-free, pain-free, the ability for removing the cold chain and improving the immunogenicity. Thank you. (Applause)
Nu e uşor să faci o astfel de muncă. E provocator, dar nu există altceva pe lume ce aş vrea să fac în loc de asta. Pe măsură ce privim înainte, aş vrea să vă împărtăşesc un gând: este gândul la un viitor în care cele 17 milioane de morţi pe an pe care le avem acum din cauza bolilor infecţioase, vor rămâne doar o notă istorică, o notă de subsol realizată prin îmbunătăţirea radicală a vaccinurilor. Stând în faţa dumneavoastă azi, în locul de naştere al acului şi al seringii, un dispozitiv vechi de 160 de ani, vă prezint o alternativă care ar putea să realizeze asta -- Nanopatchul cu atributele lui: fără ac, fără durere, fără cerinţa de refrigerare, dar cu îmbunătăţirea imunogenicităţii. Mulţumesc. (Aplauze)