Хорхе Сото вместе с группой инженеров и учёных разрабатывают простой, общедоступный, неинвазивный анализ, который способен обнаружить ранние признаки различных видов рака. Прямо во время выступления на TEDGlobal 2014 он впервые демонстрирует рабочий прототип этой мобильной платформы.
0:11 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.
0:57 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.
1:13 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.
2:01 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.
2:41 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.
3:22 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.
3:50 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.
5:37 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.
6:01 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.
7:54 (Аплодисменты)
8:03 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.
8:58 (Аплодисменты)
9:06 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.
9:30 (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.
10:00 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.
10:57 Спасибо большое.
10:59 (Аплодисменты)
Похожие статьи