TED@IBM
Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early
جاشوا سميث: تقنية النانو الجديدة لاكتشاف السرطان مبكرًا
Filmed:
Readability: 6.3
1,060,909 views
ماذا لو كان في كل بيت نظام تحذير مبكر لاكتشاف السرطان؟ يطورُ الباحث (جاشوا سميث) تقنية نانو حيوية "إنذار السرطان" الذي يفحص لتتبع آثار المرض في شكل مؤشرات حيوية معينة تسمى "الأكسوزومات." في هذه المحادثة المتقدمة فكريًا، يشارك أحلامه في كيف يمكنُ لنا إحداث ثورة في الكشف عن السرطان، وإنقاذ حياة الناس في نهاية المطاف.
Joshua Smith - Cancer fighter
Motivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis. Full bio
Motivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
"You have cancer."
0
4240
2600
"أنت مصاب بالسرطان."
00:20
Sadly, about 40 percent of us will hear
those three words within our lifetime,
those three words within our lifetime,
1
8680
4440
للأسف الشديد، سيسمع 40% منّا
هذه الكلمات الثلاث في حياته،
هذه الكلمات الثلاث في حياته،
00:25
and half will not survive.
2
13840
2120
ولن يبق نصفهم على قيد الحياة.
00:28
This means that two out of five
of your closest friends and relatives
of your closest friends and relatives
3
16960
3856
هذا يعني أن 2 من كل 5 أشخاص
من أصدقائك المقربين وأقاربك
من أصدقائك المقربين وأقاربك
00:32
will be diagnosed
with some form of cancer,
with some form of cancer,
4
20840
2456
سيتم تشخيصه بنوع من أنواع السرطان،
00:35
and one will die.
5
23320
1480
وسيموت واحد منهم.
00:39
Beyond the physical hardships,
6
27280
1456
إلى جانب الصعوبات المادية،
00:40
roughly one-third
of cancer survivors here in the US
of cancer survivors here in the US
7
28760
3176
فإن ثلث الناجين تقريباً من السرطان
في أمريكا
في أمريكا
00:43
will go into debt from treatment.
8
31960
1736
سيرزحون تحت وطأة الديون بسبب العلاج.
00:45
And they're at least two and a half times
more likely to declare bankruptcy
more likely to declare bankruptcy
9
33720
3736
ومن المحتمل أن يشهروا إفلاسهم
بمعدل مرتين على الأقل
بمعدل مرتين على الأقل
00:49
than those without cancer.
10
37480
1240
أكثر من غير المصابين بالسرطان.
00:51
This disease is pervasive.
11
39680
2376
هذا المرض واسع الإنتشار.
00:54
It's emotionally draining
12
42080
1576
ويستنزف العاطفة
00:55
and, for many,
13
43680
1216
وبالنسبة إلى الكثيرين،
00:56
financially destructive.
14
44920
1400
فإنه مدمّر ماديًا
00:59
But a cancer diagnosis
doesn't have to be a death sentence.
doesn't have to be a death sentence.
15
47880
3560
لكن ليس من الضروري أن يكون تشخيص السرطان
كعقوبة الإعدام.
كعقوبة الإعدام.
01:03
Finding cancer early,
16
51920
1856
تشخيص المرض في مرحلة مبكرة،
01:05
closer its genesis,
17
53800
1216
قريب من تشكيله،
01:07
is one of the critical factors
to improving treatment options,
to improving treatment options,
18
55040
3616
هو أحد العوامل الحاسمة لتحسين
خيارات العلاج،
خيارات العلاج،
01:10
reducing its emotional impact
19
58680
1976
والحد من أثاره العاطفية
01:12
and minimizing financial burdens.
20
60680
1960
والتقليل من الأعباء المادية.
01:15
Most importantly,
21
63560
1215
والأكثر أهمية،
العثور على السرطان مبكرًا --
01:16
finding cancer early --
22
64800
1256
01:18
which is one of the primary
aims of my research --
aims of my research --
23
66080
2896
الذي هو أحد الأهداف الرئيسية لبحثي --
01:21
greatly enhances your odds of survival.
24
69000
2160
يعززُ كثيرًا من فرص البقاء على قيد الحياة.
01:24
If we just look at the case
of breast cancer for example,
of breast cancer for example,
25
72120
2736
على سبيل المثال،
لو نظرنا في حالة سرطان الثدي فقط،
لو نظرنا في حالة سرطان الثدي فقط،
01:26
we find that those who are diagnosed
and treated at stage one
and treated at stage one
26
74880
3496
نجدُ أن اللواتي تم تشخيصهن وعلاجهن
في المرحلة الأولى
في المرحلة الأولى
01:30
have a five-year survival rate
of nearly 100 percent --
of nearly 100 percent --
27
78400
3760
لديهن معدل بقاء على قيد الحياة مدة 5 سنوات
تقريباً بنسبة 100% --
تقريباً بنسبة 100% --
01:34
odds that decrease to just 22 percent
if treated at stage four.
if treated at stage four.
28
82760
4000
وتقل فرصة النجاة إلى 22% فقط إذا تم علاجهن
في المرحلة الرابعة.
في المرحلة الرابعة.
01:40
And similar trends are found
for colorectal and ovarian cancer.
for colorectal and ovarian cancer.
29
88040
3960
وتم ايجاد اتجاهات مشابهه لكلٍ
من سرطان القولون والمستقيم والمبايض.
من سرطان القولون والمستقيم والمبايض.
01:46
Now, we're all aware
that an early diagnosis that is accurate
that an early diagnosis that is accurate
30
94000
5456
نحنُ الآن على معرفة تامة
بأن التشخيص المبكر الدقيق
بأن التشخيص المبكر الدقيق
01:51
is critical for survival.
31
99480
2120
مهم جدًا للبقاء على قيد الحياة.
01:55
The problem is that many
cancer diagnostic tools are invasive,
cancer diagnostic tools are invasive,
32
103600
3816
والمشكلة أن العديد من أدوات تشخيص
السرطان مجتاحة،
السرطان مجتاحة،
01:59
costly,
33
107440
1216
ومكلفة،
02:00
often inaccurate
34
108680
1216
وغير دقية في بعض الأحيان
02:01
and they can take an agonizing
amount of time to get the results back.
amount of time to get the results back.
35
109920
3640
وقد تستغرق وقتًا مقلقًا للحصول
على النتائج.
على النتائج.
02:06
Still worse, when it comes
to some forms of cancer,
to some forms of cancer,
36
114520
2416
والأسوأ عندما يتعلق الأمر
ببعض أشكال السرطان،
ببعض أشكال السرطان،
02:08
such as ovarian,
liver or pancreatic cancer,
liver or pancreatic cancer,
37
116960
4296
كما في سرطان المبايض والكبد والبنكرياس،
02:13
good screening methods simply don't exist,
38
121280
2680
حيث ببساطة لا وجود لطرق فحص جيدة،
02:16
meaning that often people wait
until physical symptoms surface,
until physical symptoms surface,
39
124880
4056
وهذا يعني أن الناس تنتظر أحيانًا
حتى تظهر الأعراض الجسدية،
حتى تظهر الأعراض الجسدية،
02:20
which are themselves already
indicators of late-stage progression.
indicators of late-stage progression.
40
128960
3480
التي هي في حد ذاتها سلفاً مؤشرات
على تفاقم الألم في مرحلة متأخرة.
على تفاقم الألم في مرحلة متأخرة.
02:25
Like a tornado strike in an area
without an early warning system,
without an early warning system,
41
133920
3576
تمامًا مثلما يضربُ الاعصار منطقةً
دون وجود نظام للإنذار المبكر،
دون وجود نظام للإنذار المبكر،
02:29
there is no alarm to warn,
42
137520
1896
لا يوجد هناك نظام للتحذير،
02:31
for the danger is already at your doorstep
43
139440
2856
من الخطر الذي يداهم عتبة بيتك فعلًا
02:34
when your odds of survival
are greatly reduced.
are greatly reduced.
44
142320
3040
عندما تكون احتمالات البقاء على الحياة
ضئيلة للغاية.
ضئيلة للغاية.
02:39
Having the convenience and accessibility
of regular screening options
of regular screening options
45
147400
4256
عندما يكون لديك خيارات فحص دورية
مريحة وسهلة الوصول إليها
مريحة وسهلة الوصول إليها
02:43
that are affordable, noninvasive
and could provide results much sooner,
and could provide results much sooner,
46
151680
5336
ويمكنك تحمل تكاليفها وغير مجتاحة
وتعطي نتائج في وقت أقرب بكثير،
وتعطي نتائج في وقت أقرب بكثير،
02:49
would provide us with a formidable
weapon in the fight against cancer.
weapon in the fight against cancer.
47
157040
4440
ستوفرُ لنا سلاحاً عظيماً لمكافحة السرطان.
02:54
An early warning would allow us
to get out ahead of the disease
to get out ahead of the disease
48
162760
3056
سيسمحُ لنا التحذير المبكر بالمضي قدمًا
قبل تفاقم المرض
قبل تفاقم المرض
02:57
instead of merely
following in its relentless wake.
following in its relentless wake.
49
165840
2736
بدلًا من مجرد متابعة يقظته القاسية.
03:00
And this is exactly what I've been doing.
50
168600
1976
وهذا هو بالضبط ما ظللت أقوم به.
03:02
For the past three years,
I've been developing technologies
I've been developing technologies
51
170600
3136
على مدى السنوات الثلاث الماضية،
ظللت أقوم بتطوير التقنيات
ظللت أقوم بتطوير التقنيات
03:05
that could ultimately aid clinicians
52
173760
1736
التي تستطيع مساعدة الأطباء أخيرًا
03:07
with rapid, early-stage
cancer diagnostics.
cancer diagnostics.
53
175520
2920
في التشخيص المبكر والسريع للسرطان.
03:10
And I've been fueled
by a deep scientific curiosity,
by a deep scientific curiosity,
54
178920
3856
وكنتُ مزودًا بفضول علمي عميق،
03:14
and a passion to change these statistics.
55
182800
2520
ورغبة في تغيير هذه الاحصائيات.
03:18
Last year however,
56
186880
1200
لكن وفي العام الماضي،
03:20
this fight became much more personal
57
188960
1760
أصبح هذا الكفاح شخصيًا للغاية
03:24
when my wife was diagnosed
with breast cancer.
with breast cancer.
58
192040
2320
عندما تم تشخيص زوجتي بسرطان الثدي.
03:27
It was an experience that added a strong
and unexpected emotional dimension
and unexpected emotional dimension
59
195560
4416
أضافت هذه التجربة بعدًا غير متوقع وعاطفي
03:32
to these efforts.
60
200000
1200
لهذه الجهود.
03:35
I know firsthand how life-altering
treatment can be,
treatment can be,
61
203240
3280
أعلمُ شخصيًا كيف يبدو الأمر
بوجود علاجٍ مغيّرٍ للحياة،
بوجود علاجٍ مغيّرٍ للحياة،
03:39
and I'm keenly aware
of the emotional havoc
of the emotional havoc
62
207520
2656
وأنا على معرفة تامة بالدمار بالعاطفي
03:42
that cancer can wreak on a family,
63
210200
2456
الذي سيحدثه السرطان على العائلة،
03:44
which in our case
included our two young daughters.
included our two young daughters.
64
212680
2400
الذي شمل في حالتنا ابنتينا الصغيرتين.
03:48
Because we found it early
during a routine mammogram,
during a routine mammogram,
65
216400
3136
وبسبب أننا وجدناه مبكرًا خلال
فحص الثدي الشعاعي الروتيني،
فحص الثدي الشعاعي الروتيني،
03:51
we were able to focus
primarily on treatment options
primarily on treatment options
66
219560
3696
استطعنا التركير في الأساس
على خيارات العلاج
على خيارات العلاج
03:55
for the localized tumor,
67
223280
1536
لتقليص الورم،
03:56
reaffirming to me
how important an early diagnosis is.
how important an early diagnosis is.
68
224840
4400
ما أكّد لي من جديد أهمية تشخيص المرض
في مرحلة مبكرة.
في مرحلة مبكرة.
04:02
Unlike other forms of cancer,
69
230960
1480
على عكس أنواع السرطان الأخرى،
04:05
mammograms do offer an early-stage
screening option for breast cancer.
screening option for breast cancer.
70
233400
3656
يقدّم فحص الثدي الشعاعي الروتيني
خيار فحص مبكر لسرطان الثدي.
خيار فحص مبكر لسرطان الثدي.
04:09
Still, not everyone has this done,
71
237080
2216
مع ذلك، لا يقوم الجميع به،
04:11
or they may develop breast cancer
72
239320
1586
أو قد يُصبن بسرطان الثدي
04:12
before the middle age recommendation
for having a mammogram.
for having a mammogram.
73
240930
3120
قبل نصيحة منتصف العمر
بعمل فحص ثدي شعاعي روتيني.
بعمل فحص ثدي شعاعي روتيني.
04:17
So, there's still
a lot of room for improvement,
a lot of room for improvement,
74
245560
2256
لذلك، لا يزال هناك مجال كبير للتحسين،
04:19
even for cancers
that do have screening options,
that do have screening options,
75
247840
2256
حتى لأنواع السرطان التي لديها
خيارات للفحص،
خيارات للفحص،
04:22
and, of course, considerable benefits
for those that don't.
for those that don't.
76
250120
2840
وطبعًا، فوائد جمّة لغير المصابين بالسرطان.
04:25
A key challenge then
for cancer researchers
for cancer researchers
77
253680
2736
وبالتالي فالتحدي الأساسي للباحثين
في مجال مرض السرطان
في مجال مرض السرطان
04:28
is to develop methods
78
256440
1296
هو تطوير وسائل
04:29
that make regular screening
for many types of cancers
for many types of cancers
79
257760
3536
تجعل الفحص المنتظم للعديد من أنواع السرطان
04:33
much more accessible.
80
261320
1240
في متناول اليد على نحو أكبر.
04:35
Imagine a scenario
where during your regular checkup,
where during your regular checkup,
81
263920
3056
تخيل حالة أثناء إجراء فحصك المنتظم،
04:39
your doctor can take
a simple, noninvasive urine sample,
a simple, noninvasive urine sample,
82
267000
3776
يمكن لطبيبك أخذ عينة بول بسيطة
غير مصابة،
غير مصابة،
04:42
or other liquid biopsy,
83
270800
1240
أو خزعة سائلة أخرى،
04:44
and present you with the results
before you even leave the doctor's office.
before you even leave the doctor's office.
84
272720
3524
ويقدم لك النتائج قبل مغادرتك مكتبه.
04:48
Such a technology could
dramatically reduce the number of people
dramatically reduce the number of people
85
276800
3536
يمكنُ لمثل هذه التقنية التقليل
وعلى نحو كبير من عدد الناس
وعلى نحو كبير من عدد الناس
04:52
who slip through the net
of an early-stage cancer diagnosis.
of an early-stage cancer diagnosis.
86
280360
3240
الذين تملصوا من التشخيص في مرحلة مبكرة
للسرطان.
للسرطان.
04:56
My research team
of engineers and biochemists
of engineers and biochemists
87
284840
2816
ففريق بحثي من المهندسين
وعلماء الكيمياء الحيوية
وعلماء الكيمياء الحيوية
04:59
is working on exactly this challenge.
88
287680
2040
يعملون على هذا التحدي تمامًا.
05:02
We're working on ways to frequently
activate an early-stage cancer alarm
activate an early-stage cancer alarm
89
290320
5136
نحن نعملُ على وسائل لتفعيل ناقوس الخطر
للسرطان في مرحلة مبكرة
للسرطان في مرحلة مبكرة
05:07
by enabling regular screenings
that would start when a person is healthy
that would start when a person is healthy
90
295480
4336
عن طريق تمكين الفحوص المنتظمة
التي ستبدأ عندما يكون الشخص في صحة جيدة
التي ستبدأ عندما يكون الشخص في صحة جيدة
05:11
so that action could be taken
to stop cancer the moment it emerges,
to stop cancer the moment it emerges,
91
299840
4296
وبذلك يمكن اتخاذ الإجراء لإيقاف السرطان
في حالة ظهوره،
في حالة ظهوره،
05:16
and before it can progress
beyond its infancy.
beyond its infancy.
92
304160
2680
وقبل استفحاله لما بعد مراحله الأولى.
05:20
The silver bullet in this case
are tiny vesicles,
are tiny vesicles,
93
308640
3016
العلاج السحري في هذه الحالة
هي الحويصلات الدقيقة،
هي الحويصلات الدقيقة،
05:23
little escape pods regularly shed
by cells called exosomes.
by cells called exosomes.
94
311680
4440
تتدفق جريبات صغيرة هاربة بانتظام
عن طريق خلايا تدعى "الأكسوزومات".
عن طريق خلايا تدعى "الأكسوزومات".
05:28
Exosomes are important biomarkers
95
316680
2736
الأكسوزومات هي مؤشرات حيوية مهمة
05:31
that provide an early-warning system
for the development of cancer.
for the development of cancer.
96
319440
3280
التي توفر نظام انذار مبكر لتطور السرطان.
05:35
And because they're abundantly present
in just about every bodily fluid,
in just about every bodily fluid,
97
323720
3416
ولأنها موجودة بوفرة في كل سائل
جسدي تقريبًا،
جسدي تقريبًا،
05:39
including blood, urine and saliva,
98
327160
2496
بما فيها الدم والبول واللعاب،
05:41
they're extremely attractive
for noninvasive liquid biopsies.
for noninvasive liquid biopsies.
99
329680
4200
إلا أنها تنجذب بشدة للخزعات السائلة
غير الغازية.
غير الغازية.
05:47
There's just one problem.
100
335040
1576
هناك مشكلة واحدة فقط.
05:48
An automated system for rapidly sorting
these important biomarkers
these important biomarkers
101
336640
4296
نظام آلي من أجل الفرز السريع
لهذه المؤشرات الحيوية المهمة
لهذه المؤشرات الحيوية المهمة
05:52
is not currently available.
102
340960
1600
غير متوفر حاليًا.
05:55
We've created a technology
that we call nano-DLD
that we call nano-DLD
103
343680
3296
صنعنا تقنية نسميها
"نانو-حتمية العزل الجانبي"
"نانو-حتمية العزل الجانبي"
05:59
that is capable of precisely this:
104
347000
2120
وهي قادرة بدقة على ما يلي:
06:01
automated exosome isolation
105
349920
2696
عزل "الإكسوزومات" آليًا
06:04
to aid rapid cancer diagnostics.
106
352640
2480
للمساعدة في تشخيص السرطان سريعًا.
06:08
Exosomes are the newest
early-warning weapon, if you will,
early-warning weapon, if you will,
107
356040
3536
"الإكسوزومات" هي أحدث سلاح للإنذار المبكر،
إن صحّ التعبير،
إن صحّ التعبير،
06:11
to emerge on the liquid biopsy front.
108
359600
2056
ليظهر في صدارة الخزعة السائلة.
06:13
And they're really, really small.
109
361680
2296
وهي حقًا صغيرة للغاية.
06:16
They measure just 30 to 150
nanometers in diameter.
nanometers in diameter.
110
364000
3520
قياس قطرها من 30 إلى 150 نانوميتر تقريبًا.
06:20
This is so tiny
111
368280
1296
إنها صغيرة جدًا
06:21
that you could fit about a million
of them into a single red blood cell.
of them into a single red blood cell.
112
369600
3640
حيث يمكنك ملائمة مليون منها تقريبًا
في خلية دم حمراء واحدة.
في خلية دم حمراء واحدة.
06:25
That's roughly the difference
between a golf ball
between a golf ball
113
373800
2336
وهذا هو تقريبًا الفرق بين كرة "الجولف"
06:28
and a fine grain piece of sand.
114
376160
1720
وحبة رمل ناعمة دقيقة.
06:30
Once thought to be little bins
for unwanted cellular waste,
for unwanted cellular waste,
115
378920
3696
حالما نفكر أن نكون صناديق صغيرة
لنفايات الخلايا غير المرغوب فيها،
لنفايات الخلايا غير المرغوب فيها،
06:34
it has been found
that cells actually communicate
that cells actually communicate
116
382640
2976
تم اكتشاف أن الخلايا تتواصل في الواقع
06:37
by producing and absorbing these exosomes
117
385640
3136
عن طريق إنتاج وامتصاص هذه "الاكسوزومات"
06:40
which contain surface receptors,
118
388800
2376
التي تحتوي مستقبلات سطحية،
06:43
proteins and other genetic material
collected from their cell of origin.
collected from their cell of origin.
119
391200
4000
بروتينات ومواد وراثية أخرى يتمُ جمعها
من خلاياها الأصلية.
من خلاياها الأصلية.
06:48
When absorbed by a neighboring cell,
120
396520
2656
عندما يتم امتصاصها من قبل خلية مجاورة،
06:51
exosomes release their contents
into the receiving cell,
into the receiving cell,
121
399200
3816
تحرّرُ "الأكسوزومات" محتوياتها
في الخلية المستقبلة،
في الخلية المستقبلة،
06:55
and can set in motion
fundamental changes in gene expression --
fundamental changes in gene expression --
122
403040
3216
وتستطيع تحديد التغيرات الأساسية المتحركة
في التعبير الوراثي --
في التعبير الوراثي --
06:58
some good,
123
406280
1216
بعضها جيد،
06:59
and this is where cancer comes in,
124
407520
1736
ومن هذا المكان يأتي السرطان،
07:01
some bad.
125
409280
1576
وبعضها ضار.
07:02
Because they are clothed
in the material of the mother cell,
in the material of the mother cell,
126
410880
3776
لأنها مغطاة في مادة الخلية الأم،
07:06
and contain a sample of its environment,
127
414680
1936
وتحوي عينة من بيئتها،
07:08
they provide a genetic snapshot
of that cell's health and its origin.
of that cell's health and its origin.
128
416640
5080
إنها توفر لمحة وراثية من تلك الخلية
الصحية وأصلها.
الصحية وأصلها.
07:15
All of these qualities
make exosomes invaluable messengers
make exosomes invaluable messengers
129
423200
3136
تجعلُ جميع هذه الخصائص "الأكسوزومات"
رسل ذات قيمة
رسل ذات قيمة
07:18
that potentially allow physicians
130
426360
1616
من المحتمل أن تسمح للأطباء
07:20
to eavesdrop on your health
at the cellular level.
at the cellular level.
131
428000
2920
بالتجسـس على صحتك على المستوى الخلوي.
07:24
To catch cancer early, however,
132
432080
1656
لاكتشاف السرطان مبكرًا، لكن،
07:25
you have to frequently
intercept these messages
intercept these messages
133
433760
2936
عليك بإنتظام فهم هذه الرسائل
07:28
to determine when cancer-causing
troublemakers within your body
troublemakers within your body
134
436720
3496
لتحديد متى تقررُ المشاكل المسببة للسرطان
في جسمك
في جسمك
07:32
decide to start staging a coup,
135
440240
1816
البدء في خطوة مفاجئة،
07:34
which is why regular
screening is so critical
screening is so critical
136
442080
3016
ولهذا السبب الفحص المنتظم حاسم جدًا
07:37
and why we're developing
technologies to make this possible.
technologies to make this possible.
137
445120
2840
ولهذا السبب أيضًا نقومُ بتطوير التقنيات
لجعل هذا ممكنًا.
لجعل هذا ممكنًا.
07:41
While the first exosome-based diagnostics
emerged on the market just this year,
emerged on the market just this year,
138
449120
5656
بينما ظهر أول تشخيص قائم على "الأكسوزوم"
في الأسواق هذا العام فقط،
في الأسواق هذا العام فقط،
07:46
they are not yet part
of mainstream healthcare options.
of mainstream healthcare options.
139
454800
3280
إلا أنها ليست جزءًا
من خيارات الرعاية الصحية حتى الآن.
من خيارات الرعاية الصحية حتى الآن.
07:51
In addition to their recent emergence,
140
459320
1856
بالإضافة إلى ظهورها في الآونة الأخيرة،
07:53
another factor that's limiting
their widespread adoption
their widespread adoption
141
461200
3456
هناك عامل آخر يحدد اعتمادها على نطاق واسع
07:56
is that currently, no automated
exosome isolation system exists
exosome isolation system exists
142
464680
3936
هو أنه حاليًا: لا يوجد نظام عزل
آلي للأكسوزوم
آلي للأكسوزوم
08:00
to make regular screening
economically accessible.
economically accessible.
143
468640
3200
لجعل الفحص الدوري أقل تكلفة
من الناحية الاقتصادية.
من الناحية الاقتصادية.
08:04
The current gold standard
for exosome isolation
for exosome isolation
144
472800
2736
المعيار الذهبي الحالي لعزل الأكسوزوم
08:07
includes ultracentrifugation,
145
475560
1936
يتضمن جهاز طرد مركزي (النابذة)،
08:09
a process requiring
expensive laboratory equipment,
expensive laboratory equipment,
146
477520
3256
وهي عملية تتطلب أجهزة مختبرات مُكلفة،
08:12
a trained lab tech
147
480800
1256
وفني مختبر مدّرب
08:14
and about 30 hours of time
to process a sample.
to process a sample.
148
482080
3040
وحوالي ثلاثين ساعة تقريبًا من الوقت
لمعالجة العينة.
لمعالجة العينة.
08:18
We've come up with a different approach
for achieving automated exosome isolation
for achieving automated exosome isolation
149
486600
4656
توصلنا إلى وسيلة مختلفة من أجل تحقيق
عزل الأكسوزوم الآلي
عزل الأكسوزوم الآلي
08:23
from a sample such as urine.
150
491280
1440
من عينة مثل البول.
08:25
We use a chip-based, continuous flow
separation technique
separation technique
151
493560
4256
نستخدم تقنية قائمة على رقاقة
للعزل المتدفق المستمر
للعزل المتدفق المستمر
08:29
called deterministic lateral displacement.
152
497840
2976
تدعى "حتمية العزل الجانبي".
08:32
And we have done with it
153
500840
1376
واعتمادً عليها حققنا
08:34
what the semiconductor industry has done
so successfully for the past 50 years.
so successfully for the past 50 years.
154
502240
4456
نفس النجاح الذي صاحب صناعة أشباه النواقل
على مدى 50 عامًا الماضية.
على مدى 50 عامًا الماضية.
08:38
We shrunk the dimensions
of this technology
of this technology
155
506720
2056
قلصنا أبعاد هذه التقنية
08:40
from the micron scale
to the true nanoscale.
to the true nanoscale.
156
508800
2640
من مقياس الميكرون
إلى مقياس النانو الحقيقي.
إلى مقياس النانو الحقيقي.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
كيف يعمل ذلك؟
08:46
In a nutshell,
158
514200
1256
بإيجاز،
08:47
a set of tiny pillars
separated by nanoscopic gaps
separated by nanoscopic gaps
159
515480
3976
يتمُ فصل مجموعة من الأعمدة الصغيرة
عن طريق فجوات نانوية في منتهى الصغر
عن طريق فجوات نانوية في منتهى الصغر
08:51
are arranged in such a way
160
519480
1256
ومرتبة في مثل هذه الطريقة
08:52
that the system divides
the fluid into streamlines,
the fluid into streamlines,
161
520760
3056
حيث يقسمُ النظام السائل إلى خطوط انسيابية
08:55
with the larger cancer-related
nanoparticles being separated
nanoparticles being separated
162
523840
3376
ويتم فصل الجزيئات النانوية التي لها
علاقة أكبر بالسرطان
علاقة أكبر بالسرطان
08:59
through a process of redirection
from the smaller, healthier ones,
from the smaller, healthier ones,
163
527240
3896
عن طريق عملية إعادة توجية الجزئيات
الأصغر والأكثر صحة
الأصغر والأكثر صحة
09:03
which can in contrast
164
531160
1536
والتي يمكنها في المقابل
09:04
move around the pillars
in a zigzag-type motion
in a zigzag-type motion
165
532720
2536
الإنتقال حول الأعمدة في حركة متعرجة
09:07
in the direction of fluid flow.
166
535280
1560
في اتجاه تدفق السائل.
09:10
The net result is a complete separation
of these two particle populations.
of these two particle populations.
167
538080
4000
النتيجة النهائية هي فصل كامل
لهاتين المجموعتين من الجزيئات.
لهاتين المجموعتين من الجزيئات.
09:15
You can visualize this separation process
168
543440
3696
يمكنك رؤية عملية الفصل هذه
09:19
similar to traffic on a highway
that separates into two roads,
that separates into two roads,
169
547160
3856
كما حركة المرور في الطريق السريع
الذي ينقسمُ إلى شارعين،
الذي ينقسمُ إلى شارعين،
09:23
with one road going into
a low-clearance tunnel under a mountain,
a low-clearance tunnel under a mountain,
170
551040
3456
يذهبُ شارعٌ إلى نفق منخفض تحت جبل،
09:26
and the other road going around it.
171
554520
2056
ويذهبُ الشارع الآخر حوله.
09:28
Here, smaller cars
can go through the tunnel
can go through the tunnel
172
556600
2776
هنا، تستطيع السيارات الأصغر المرور
خلال النفق
خلال النفق
09:31
while larger trucks,
carrying potentially hazardous material,
carrying potentially hazardous material,
173
559400
3296
بينما الحافلات الأكبر حجماً المحمّلة
بمواد يمكنُ أن تكون خطرة،
بمواد يمكنُ أن تكون خطرة،
09:34
are forced to take the detour route.
174
562720
1760
يتم اجبارها للمرور بالطريق البديل.
09:37
Traffic is effectively separated
by size and contents
by size and contents
175
565600
4096
يتمُ فصل حركة المرور بفعالية
عن طريق الحجم والمحتويات
عن طريق الحجم والمحتويات
09:41
without impeding its flow.
176
569720
2016
دون عرقلة تدفق سيرها.
09:43
And this is exactly how our system works
on a much, much smaller scale.
on a much, much smaller scale.
177
571760
4280
وهذا هو بالضبط كيف يعمل نظامنا
على مستوى أكثر صغرًا بكثير.
على مستوى أكثر صغرًا بكثير.
09:49
The idea here is that
the separation process for screening
the separation process for screening
178
577600
3856
الفكرة هنا أن عملية الفصل للفحص
09:53
could be as simple as processing
a sample of urine, blood or saliva,
a sample of urine, blood or saliva,
179
581480
4056
يمكن أن تكون بسيطة كأخذ عينة بول،
أو دم، أو لعاب،
أو دم، أو لعاب،
09:57
which is a near-term possibility
within the next few years.
within the next few years.
180
585560
3296
والتي هي قريبة الإحتمال
في غضون السنوات القليلة القادمة.
في غضون السنوات القليلة القادمة.
10:00
Ultimately, it could be used
to isolate and detect target exosomes
to isolate and detect target exosomes
181
588880
5296
في النهاية، قد يتمُ استخددامها لعزل وتتبع
الأكسوزومات المستهدفة
الأكسوزومات المستهدفة
10:06
associated with
a particular type of cancer,
a particular type of cancer,
182
594200
3216
المرتبطة بنوع معين من السرطان،
10:09
sensing and reporting
their presence within minutes.
their presence within minutes.
183
597440
2440
الإحساس وملاحظة وجودهم خلال دقائق.
10:12
This would make rapid diagnostics
virtually painless.
virtually painless.
184
600600
3200
وهذا من شأنه أن يجعل التشخيص سريعًا
ودون ألم تقريبًا.
ودون ألم تقريبًا.
10:16
Broadly speaking,
185
604720
1256
وعلى العموم،
10:18
the ability to separate
and enrich biomarkers
and enrich biomarkers
186
606000
2656
القدرة على فصل وتزويد المؤشرات الحيوية
10:20
with nanoscale precision
in an automated way,
in an automated way,
187
608680
2720
بدقة مقياس النانو بطريقة تلقائية آلية،
10:24
opens the door to better understanding
diseases such as cancer,
diseases such as cancer,
188
612320
3456
يفتح الباب لفهم أفضل للأمراض كالسرطان،
10:27
with applications ranging
from sample preparation to diagnostics,
from sample preparation to diagnostics,
189
615800
3976
مع تطبيقات تترواح من تحضير العينات
إلى التشخيص،
إلى التشخيص،
10:31
and from drug resistance
monitoring to therapeutics.
monitoring to therapeutics.
190
619800
2480
ومن مراقبة مقاومة الأدوية
إلى العلاج الطبي.
إلى العلاج الطبي.
10:35
Even before my wife's bout with cancer,
191
623440
2016
حتى قبل إصابة زوجتي بالسرطان،
10:37
it was a dream of mine to facilitate
the automation of this process --
the automation of this process --
192
625480
3480
كان حلمي هو تسهيل أتمتة هذه العملية --
10:41
to make regular screening more accessible,
193
629840
2936
لجعل الوصول إلى الفحص المنتظم أكثر سهولة،
10:44
similar to the way Henry Ford
made the automobile accessible
made the automobile accessible
194
632800
2896
على غرار طريقة (هنري فورد)
لجعل الحافلة في متناول
لجعل الحافلة في متناول
10:47
to the general population
195
635720
1576
عامة الناس
10:49
through development of the assembly line.
196
637320
2256
خلال تطوير خط التجميع.
10:51
Automation is the key to accessibility.
197
639600
2760
الأتمتة هي مفتاح إمكانية الوصول.
10:56
And in the spirit of the Hoover dream,
198
644280
1856
ومما هو مستوحى من أحلام (هوفر)،
10:58
"a chicken in every pot
and a car in every garage,"
and a car in every garage,"
199
646160
2896
"دجاجة في كل وعاء وسيارة في كل مرآب".
11:01
we're developing a technology
200
649080
1416
نحنُ نطورُ تقنية
11:02
that could ultimately place
an early-warning cancer detection system
an early-warning cancer detection system
201
650520
3816
يمكنها في نهاية المطاف وضع نظام كشف
مبكر للسرطان
مبكر للسرطان
11:06
in every home.
202
654360
1200
في كل بيت.
11:08
This would allow
every man, woman and child
every man, woman and child
203
656000
2056
وهذا من شأنه أن يمنح كل رجل وامرأة وطفل
11:10
the opportunity to be regularly tested
while they're still healthy,
while they're still healthy,
204
658080
4136
فرصة الفحص بانتظام
بينما هُم في صحة جيدة.
بينما هُم في صحة جيدة.
11:14
catching cancer when it first emerges.
205
662240
1880
واكتشاف السرطان حال ظهوره.
11:17
It is my hope and dream
206
665400
1496
يتملكني الأمل والحلم
11:18
to help people around the world
avoid the high costs --
avoid the high costs --
207
666920
3696
في مساعدة الناس حول العالم لتجنب
التكاليف العالية --
التكاليف العالية --
11:22
physical, financial and emotional --
208
670640
2536
الجسدية والمالية والعاطفية --
11:25
faced by today's cancer patients,
209
673200
1720
التي تواجه مرضى السرطان اليوم،
11:27
hardships that I'm well acquainted with.
210
675600
2320
والمعاناة التي أعلمها جيدًا.
11:31
I'm also happy to report that because
we caught my wife's cancer early,
we caught my wife's cancer early,
211
679400
4376
وأنا سعيدٌ أيضًا لإعلان أنه وبسبب
أننا كشفنا سرطان زوجتي مبكرًا،
أننا كشفنا سرطان زوجتي مبكرًا،
11:35
her treatment was successful,
212
683800
1656
كان علاجها ناجحًا،
11:37
and she is now, thankfully, cancer-free.
213
685480
2256
والحمدُ لله، هي الآن خالية من السرطان.
11:39
(Applause)
214
687760
2200
(تصفيق)
11:48
It is an outcome that I would like to see
for everyone with a cancer diagnosis.
for everyone with a cancer diagnosis.
215
696160
4400
هذه هي النتيجة التي أرغبُ أن أراها
لكل شخص يشخصُ بالسرطان.
لكل شخص يشخصُ بالسرطان.
11:53
With the work that my team
has already done
has already done
216
701280
2056
بالعمل الذي أنجزه فريقي فعلًا
11:55
on separation of nanoscale biomarkers
217
703360
2736
في فصل المؤشرات الحيوية بمقياس النانو
11:58
for rapid, early-stage cancer diagnostics,
218
706120
2936
في تشخيص السرطان سريعاً في مرحلته المبكرة،
12:01
I am optimistic
that within the next decade,
that within the next decade,
219
709080
2536
إنني متفائل أنه وفي غضون العقد القادم،
12:03
this type of technology will be available,
220
711640
2576
سيكون هذا النوع من التقنية متوفرًا،
12:06
helping protect our friends,
our family and future generations.
our family and future generations.
221
714240
3880
للمساعدة في حماية أصدقائنا وعائلاتنا
والأجيال القادمة.
والأجيال القادمة.
12:10
Even if we are so unlucky
as to be diagnosed with cancer,
as to be diagnosed with cancer,
222
718680
3896
حتى إن تم تشخيصنا لسوء حظنا
بالإصابة بالسرطان،
بالإصابة بالسرطان،
12:14
that early-stage alarm
will provide a strong beacon of hope.
will provide a strong beacon of hope.
223
722600
2880
سيوفّر هذا الإنذار المبكر شعلة قوية
من الأمل.
من الأمل.
12:18
Thank you.
224
726280
1216
شكرًا لكم.
12:19
(Applause)
225
727520
5789
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Joshua Smith - Cancer fighterMotivated by his wife's bout with cancer, IBM's Joshua Smith applies his engineering expertise to early diagnosis.
Why you should listen
As a research scientist and technical team lead for IBM's Nanobiotechnology Program, Dr. Joshua Smith researches innovative healthcare technologies at the intersection of engineering and biology to better understand disease progression.
Smith's team recently developed a chip-based solution that can rapidly isolate biomarkers as small as 20 nanometers to help identify cancer development even before symptoms occur. He is a sought-after speaker on the subject of lab-on-a-chip applications for healthcare and his work has been highlighted by Forbes, CNN Money, IEEE Spectrum and Pharma Technology Focus, among other media outlets. As a Research Staff Member and IBM Master Inventor, Smith has co-authored more than a dozen peer-reviewed scientific publications and is a co-inventor of more than 30 issued patents.
Currently, Smith is focusing on the development of a suite of core capabilities to manipulate, separate and detect individual macromolecules, providing a technological backbone for automation in sample preparation, diagnostics and therapeutics. When not with his colleagues in the lab, Smith enjoys teaching tomorrow's researchers and engineers at Columbia University.
Joshua Smith | Speaker | TED.com