ABOUT THE SPEAKER
Joshua Smith - Cancer fighter
Motivated 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. 


More profile about the speaker
Joshua Smith | Speaker | TED.com
TED@IBM

Joshua Smith: New nanotech to detect cancer early

Joshua Smith: Nieuwe nanotechniek om kanker vroeg op te sporen

Filmed:
1,060,909 views

Wat als elk huis beschikte over een detectiesysteem voor het vroeg opsporen van kanker? Onderzoeker Joshua Smith ontwikkelt een nanobiotechnologisch 'kankeralarm' dat naar sporen van de ziekte scant met speciale biomarkers, exosomen genoemd. In deze vooruitstrevende talk deelt hij zijn droom mee over een methode die een revolutie zou kunnen betekenen voor de opsporing van kanker en uiteindelijk ook voor het redden van levens.
- Cancer fighter
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 cancerkanker."
0
4240
2600
"Jij
hebt
kanker."
00:20
SadlyHelaas, about 40 percentprocent of us will hearhoren
those threedrie wordstekst withinbinnen our lifetimelevenslang,
1
8680
4440
Ongeveer 40 procent van ons gaat
dit te horen krijgen tijdens hun leven
00:25
and halfvoor de helft will not surviveoverleven.
2
13840
2120
en de helft ervan zal het niet overleven.
00:28
This meansmiddelen that two out of fivevijf
of your closestdichtstbijzijnde friendsvrienden and relativesfamilieleden
3
16960
3856
Dit betekent dat twee van de vijf
van je beste vrienden en familie
00:32
will be diagnosedgediagnosticeerd
with some formformulier of cancerkanker,
4
20840
2456
wordt gediagnosticeerd
met een vorm van kanker,
00:35
and one will diedood gaan.
5
23320
1480
en één zal eraan sterven.
00:39
BeyondBuiten the physicalfysiek hardshipsontberingen,
6
27280
1456
Afgezien van de fysieke problemen
00:40
roughlyongeveer one-thirdeen derde
of cancerkanker survivorsoverlevenden here in the US
7
28760
3176
zal ongeveer een derde
van de kankeroverlevers hier in de USA
00:43
will go into debtschuld from treatmentbehandeling.
8
31960
1736
in de schulden geraken.
00:45
And they're at leastminst two and a halfvoor de helft timestijden
more likelywaarschijnlijk to declareverklaren bankruptcyfaillissement
9
33720
3736
Ze maken meer dan dubbel
kans op een faillissement
00:49
than those withoutzonder cancerkanker.
10
37480
1240
dan mensen zonder kanker.
00:51
This diseaseziekte is pervasivedoordringend.
11
39680
2376
Deze ziekte beheerst je hele leven.
00:54
It's emotionallyemotioneel drainingdrainage
12
42080
1576
Ze is emotioneel uitputtend
00:55
and, for manyveel,
13
43680
1216
en voor velen
00:56
financiallyfinancieel destructivedestructieve.
14
44920
1400
een financiële ramp.
00:59
But a cancerkanker diagnosisdiagnose
doesn't have to be a deathdood sentencezin.
15
47880
3560
Maar een diagnose van kanker
hoeft geen doodvonnis te zijn.
01:03
FindingZoeken cancerkanker earlyvroeg,
16
51920
1856
De kanker vroeg opsporen,
01:05
closerdichterbij its genesisGenesis,
17
53800
1216
dichter bij zijn ontstaan,
01:07
is one of the criticalkritisch factorsfactoren
to improvingverbeteren treatmentbehandeling optionsopties,
18
55040
3616
is een van de essentiële factoren
voor betere behandelingsopties,
01:10
reducingvermindering its emotionalemotioneel impactbotsing
19
58680
1976
het verminderen van het emotionele impact
01:12
and minimizingminimaliseren financialfinancieel burdenslasten.
20
60680
1960
en het minimaliseren
van de financiële lasten.
Nog belangrijker is
01:15
MostDe meeste importantlybelangrijker,
21
63560
1215
dat het vroeg vinden van kanker --
01:16
findingbevinding cancerkanker earlyvroeg --
22
64800
1256
01:18
whichwelke is one of the primaryprimair
aimsdoelstellingen of my researchOnderzoek --
23
66080
2896
een van de belangrijkste doelstellingen
van mijn onderzoek --
01:21
greatlyzeer enhancesverbetert your oddskansen of survivaloverleving.
24
69000
2160
je kansen op overleving sterk verbetert.
01:24
If we just look at the casegeval
of breastborst cancerkanker for examplevoorbeeld,
25
72120
2736
Als we alleen al naar
bijvoorbeeld borstkanker kijken,
01:26
we find that those who are diagnosedgediagnosticeerd
and treatedbehandelde at stagestadium one
26
74880
3496
dan zien we dat wie in de eerste fase
is gediagnosticeerd en behandeld
01:30
have a five-yearvijf jaar survivaloverleving ratetarief
of nearlybijna 100 percentprocent --
27
78400
3760
over een periode van vijf jaar
een overlevingskans van bijna 100% heeft.
01:34
oddskansen that decreasekleiner worden to just 22 percentprocent
if treatedbehandelde at stagestadium fourvier.
28
82760
4000
Dat daalt tot slechts 22%
als ze behandeld worden in fase vier.
01:40
And similarsoortgelijk trendstrends are foundgevonden
for colorectalcolorectale and ovarianovariële cancerkanker.
29
88040
3960
Soortgelijke trends worden gevonden
voor colorectale en eierstokkanker.
01:46
Now, we're all awarebewust
that an earlyvroeg diagnosisdiagnose that is accurateaccuraat
30
94000
5456
We weten dat een vroege accurate diagnose
01:51
is criticalkritisch for survivaloverleving.
31
99480
2120
van cruciaal belang is om te overleven.
01:55
The problemprobleem is that manyveel
cancerkanker diagnosticdiagnostisch toolsgereedschap are invasiveinvasieve,
32
103600
3816
Maar veel diagnostische methodes
voor kanker zijn invasief,
01:59
costlyduur,
33
107440
1216
duur,
02:00
oftenvaak inaccurateonjuiste
34
108680
1216
vaak onnauwkeurig
02:01
and they can take an agonizingpijnlijke
amountbedrag of time to get the resultsuitslagen back.
35
109920
3640
en het kan erg lang duren
voor je de resultaten krijgt.
02:06
Still worseerger, when it comeskomt
to some formsvormen of cancerkanker,
36
114520
2416
Erger nog, voor sommige soorten kanker
02:08
suchzodanig as ovarianovariële,
liverlever or pancreaticalvleesklier cancerkanker,
37
116960
4296
zoals eierstokkanker,
lever- en alvleesklierkanker,
02:13
good screeningdoorlichting methodsmethoden simplyeenvoudigweg don't existbestaan,
38
121280
2680
bestaan simpelweg
geen goede screeningmethoden,
02:16
meaningbetekenis that oftenvaak people wait
untiltot physicalfysiek symptomssymptomen surfaceoppervlak,
39
124880
4056
wat betekent dat mensen vaak wachten
tot er lichamelijke klachten opduiken,
02:20
whichwelke are themselveszich alreadynu al
indicatorsindicatoren of late-stagelate-stadium progressionprogressie.
40
128960
3480
die zelf al tekenen zijn
van een latere fase.
02:25
Like a tornadoTornado strikestaking in an areaGebied
withoutzonder an earlyvroeg warningwaarschuwing systemsysteem,
41
133920
3576
Net zoals een tornado
ergens onverwacht kan toeslaan,
bestaat er geen vroeg alarmsysteem.
02:29
there is no alarmalarm to warnwaarschuwen,
42
137520
1896
Je krijgt pas een verwittiging
02:31
for the dangerGevaar is alreadynu al at your doorstepdeur
43
139440
2856
als het gevaar er al is,
02:34
when your oddskansen of survivaloverleving
are greatlyzeer reducedgereduceerd.
44
142320
3040
wanneer je kansen op overleving
sterk verminderd zijn.
02:39
HavingGelet the conveniencegemak and accessibilitytoegankelijkheid
of regularregelmatig screeningdoorlichting optionsopties
45
147400
4256
Als er gemakkelijke en toegankelijke
screeningopties zouden bestaan
02:43
that are affordablebetaalbare, noninvasivenoninvasive
and could providevoorzien resultsuitslagen much soonereerder,
46
151680
5336
en ze betaalbaar
en niet-invasief zouden zijn,
zou dat veel sneller resultaten opleveren.
02:49
would providevoorzien us with a formidableformidabele
weaponwapen in the fightstrijd againsttegen cancerkanker.
47
157040
4440
Dat zou ons een geducht wapen
in de strijd tegen kanker geven.
Een vroege waarschuwing zou ons
helpen om de ziekte voor te blijven
02:54
An earlyvroeg warningwaarschuwing would allowtoestaan us
to get out aheadverder of the diseaseziekte
48
162760
3056
02:57
insteadin plaats daarvan of merelyalleen
followingvolgend in its relentlessniet aflatende wakewekken.
49
165840
2736
in plaats van door haar
op sleeptouw te worden genomen.
03:00
And this is exactlyprecies what I've been doing.
50
168600
1976
Dat is precies wat ik heb gedaan.
03:02
For the pastverleden threedrie yearsjaar,
I've been developingontwikkelen technologiestechnologieën
51
170600
3136
In de afgelopen drie jaar
heb ik technologieën ontwikkeld
03:05
that could ultimatelytenslotte aidsteun cliniciansclinici
52
173760
1736
die clinici uiteindelijk kunnen helpen
03:07
with rapidsnel, early-stagevroeg stadium
cancerkanker diagnosticsdiagnostiek.
53
175520
2920
om kanker snel in een vroeg
stadium te diagnosticeren.
03:10
And I've been fueledaangewakkerd
by a deepdiep scientificwetenschappelijk curiositynieuwsgierigheid,
54
178920
3856
Ik werd gemotiveerd door een diepgaande
wetenschappelijke nieuwsgierigheid
03:14
and a passionpassie to changeverandering these statisticsstatistieken.
55
182800
2520
en een passie om
deze statistieken te wijzigen.
03:18
Last yearjaar howeverechter,
56
186880
1200
Vorig jaar echter
03:20
this fightstrijd becamewerd much more personalpersoonlijk
57
188960
1760
werd deze strijd veel persoonlijker
03:24
when my wifevrouw was diagnosedgediagnosticeerd
with breastborst cancerkanker.
58
192040
2320
toen bij mijn vrouw borstkanker
werd vastgesteld.
03:27
It was an experienceervaring that addedtoegevoegd a strongsterk
and unexpectedniet verwacht emotionalemotioneel dimensiondimensie
59
195560
4416
Het was een ervaring die een sterke
en onverwachte emotionele dimensie
toevoegde aan deze inspanningen.
03:32
to these effortsinspanningen.
60
200000
1200
03:35
I know firsthanduit de eerste hand how life-alteringlevensveranderende
treatmentbehandeling can be,
61
203240
3280
Ik weet nu uit de eerste hand
welke impact die behandeling
op je leven kan hebben,
03:39
and I'm keenlyscherp awarebewust
of the emotionalemotioneel havocHavoc
62
207520
2656
en ik ben me er scherp van bewust
welke emotionele ravage
03:42
that cancerkanker can wreakravage on a familyfamilie,
63
210200
2456
die kanker in een gezin kan aanrichten,
03:44
whichwelke in our casegeval
includedingesloten our two youngjong daughtersdochters.
64
212680
2400
in ons geval ook
voor onze twee jonge dochters.
03:48
Because we foundgevonden it earlyvroeg
duringgedurende a routineroutine- mammogrammammogram,
65
216400
3136
Omdat we het vroeg ontdekten
door een routine-mammogram,
03:51
we were ablein staat to focusfocus
primarilyvoornamelijk on treatmentbehandeling optionsopties
66
219560
3696
konden we ons vooral richten
op de behandelingopties
03:55
for the localizedgelokaliseerde tumortumor,
67
223280
1536
voor de gelokaliseerde tumor,
03:56
reaffirmingopnieuw bevestigend to me
how importantbelangrijk an earlyvroeg diagnosisdiagnose is.
68
224840
4400
wat weer eens aantoonde
hoe belangrijk een vroege diagnose is.
04:02
UnlikeIn tegenstelling tot other formsvormen of cancerkanker,
69
230960
1480
In tegenstelling tot
andere vormen van kanker,
bieden mammogrammen een screeningoptie
voor een vroeg stadium van borstkanker.
04:05
mammogramsmammografie do offeraanbod an early-stagevroeg stadium
screeningdoorlichting optionkeuze for breastborst cancerkanker.
70
233400
3656
04:09
Still, not everyoneiedereen has this donegedaan,
71
237080
2216
Toch doet niet iedereen dat
04:11
or they maymei developontwikkelen breastborst cancerkanker
72
239320
1586
of ze kunnen borstkanker ontwikkelen
04:12
before the middlemidden- ageleeftijd recommendationaanbeveling
for havingmet a mammogrammammogram.
73
240930
3120
vóór de aanbeveling voor een mammogram
in de middelbare leeftijd.
04:17
So, there's still
a lot of roomkamer for improvementverbetering,
74
245560
2256
Er is dus nog veel ruimte
voor verbetering,
04:19
even for cancerskankers
that do have screeningdoorlichting optionsopties,
75
247840
2256
zelfs voor kankers met screeningopties,
04:22
and, of courseCursus, considerableaanzienlijke benefitsvoordelen
for those that don't.
76
250120
2840
en natuurlijk met aanzienlijke voordelen
voor die zonder die opties.
04:25
A keysleutel challengeuitdaging then
for cancerkanker researchersonderzoekers
77
253680
2736
Een belangrijke uitdaging is
dan voor kankeronderzoekers
04:28
is to developontwikkelen methodsmethoden
78
256440
1296
om methoden te ontwikkelen die regelmatige
screening op vele soorten kanker
04:29
that make regularregelmatig screeningdoorlichting
for manyveel typestypes of cancerskankers
79
257760
3536
04:33
much more accessiblebeschikbaar.
80
261320
1240
veel toegankelijker maken.
04:35
ImagineStel je voor a scenarioscenario
where duringgedurende your regularregelmatig checkupCheckup,
81
263920
3056
Stelt u zich een scenario voor waar
tijdens je regelmatige controle,
04:39
your doctordoctor can take
a simpleeenvoudig, noninvasivenoninvasive urineurine samplemonster,
82
267000
3776
je arts een eenvoudig, niet-invasief
urinemonster kan nemen,
04:42
or other liquidvloeistof biopsybiopsie,
83
270800
1240
of een andere vloeistofbiopsie,
04:44
and presentaanwezig you with the resultsuitslagen
before you even leavehet verlof the doctor'sarts officekantoor.
84
272720
3524
en je de resultaten kan presenteren zelfs
voordat je de spreekkamer verlaat.
04:48
SuchDergelijke a technologytechnologie could
dramaticallydramatisch reduceverminderen the numberaantal of people
85
276800
3536
Een dergelijke technologie kan drastisch
het aantal mensen verminderen
04:52
who slipuitglijden throughdoor the netnetto-
of an early-stagevroeg stadium cancerkanker diagnosisdiagnose.
86
280360
3240
die door het net van de diagnose
van een vroeg stadium van kanker glippen.
04:56
My researchOnderzoek teamteam
of engineersingenieurs and biochemistsbiochemici
87
284840
2816
Mijn onderzoeksteam
van ingenieurs en biochemici
04:59
is workingwerkend on exactlyprecies this challengeuitdaging.
88
287680
2040
werkt aan precies deze uitdaging.
05:02
We're workingwerkend on waysmanieren to frequentlyvaak
activateactiveren an early-stagevroeg stadium cancerkanker alarmalarm
89
290320
5136
We werken aan manieren om regelmatig
een kankeralarm
in een vroeg stadium te activeren
05:07
by enablinginschakelen regularregelmatig screeningsscreenings
that would startbegin when a personpersoon is healthygezond
90
295480
4336
door regelmatige screenings
terwijl men nog gezond is
05:11
so that actionactie could be takeningenomen
to stop cancerkanker the momentmoment it emergesvoorschijn,
91
299840
4296
zodat kanker in een vroeg stadium
kan worden gestopt,
05:16
and before it can progressvooruitgang
beyondvoorbij its infancykinderschoenen.
92
304160
2680
voordat hij uit de kinderschoenen is.
05:20
The silverzilver bulletkogel in this casegeval
are tinyklein vesiclesblaasjes,
93
308640
3016
Het wondermiddel hiervoor
zijn kleine blaasjes,
05:23
little escapeontsnappen podspeulen regularlyregelmatig shedschuur
by cellscellen calledriep exosomesexosomes.
94
311680
4440
kleine pakketjes die constant
door cellen worden afgegeven
en exosomen worden genoemd.
05:28
ExosomesExosomes are importantbelangrijk biomarkersBiomarkers
95
316680
2736
Exosomen zijn belangrijke biomarkers.
Ze vormen een vroegtijdig
waarschuwingssysteem
05:31
that providevoorzien an early-warningvroege waarschuwing systemsysteem
for the developmentontwikkeling of cancerkanker.
96
319440
3280
voor de ontwikkeling van kanker.
05:35
And because they're abundantlyovervloedig presentaanwezig
in just about everyelk bodilylichamelijk fluidvloeistof,
97
323720
3416
Hun overvloedige aanwezigheid
in zowat elke lichaamsvloeistof,
05:39
includinginclusief bloodbloed, urineurine and salivaspeeksel,
98
327160
2496
met inbegrip van bloed, urine en speeksel,
05:41
they're extremelyuiterst attractiveaantrekkelijk
for noninvasivenoninvasive liquidvloeistof biopsiesbiopsies.
99
329680
4200
maakt ze zeer interessant
voor niet-invasieve vloeibare biopsieën.
05:47
There's just one problemprobleem.
100
335040
1576
Er is maar één probleem.
05:48
An automatedautomated systemsysteem for rapidlysnel sortingsorteer-
these importantbelangrijk biomarkersBiomarkers
101
336640
4296
Een geautomatiseerd systeem voor het snel
sorteren van deze belangrijke biomarkers
05:52
is not currentlymomenteel availablebeschikbaar.
102
340960
1600
is momenteel niet beschikbaar.
05:55
We'veWe hebben createdaangemaakt a technologytechnologie
that we call nano-DLDNano-DLD
103
343680
3296
Wij hebben een technologie
gecreëerd die we nano-DLD noemden
05:59
that is capablein staat of preciselyprecies this:
104
347000
2120
en die net dat kan doen:
06:01
automatedautomated exosomeexosome isolationisolatie
105
349920
2696
geautomatiseerde exosoom-isolatie
06:04
to aidsteun rapidsnel cancerkanker diagnosticsdiagnostiek.
106
352640
2480
voor een snelle diagnostiek van kanker.
06:08
ExosomesExosomes are the newestnieuwste
early-warningvroege waarschuwing weaponwapen, if you will,
107
356040
3536
Exosomen zijn het nieuwste
vroegtijdig waarschuwingssysteem
op het front van de vloeistofbiopsie,
zou je kunnen zeggen.
06:11
to emergeopduiken on the liquidvloeistof biopsybiopsie frontvoorkant.
108
359600
2056
06:13
And they're really, really smallklein.
109
361680
2296
En ze zijn klein, heel klein.
06:16
They measuremaatregel just 30 to 150
nanometersnanometer in diameterdiameter.
110
364000
3520
Zij hebben een diameter van
slechts 30 tot 150 nanometer.
06:20
This is so tinyklein
111
368280
1296
Dat is klein,
06:21
that you could fitpassen about a millionmiljoen
of them into a singlesingle redrood bloodbloed cellcel.
112
369600
3640
ongeveer één miljoen keer kleiner
dan een enkele rode bloedcel.
06:25
That's roughlyongeveer the differenceverschil
betweentussen a golfgolf ballbal
113
373800
2336
Dat is ongeveer het verschil
tussen een golfbal
06:28
and a fine graingraan piecestuk of sandzand.
114
376160
1720
en een korreltje zand.
06:30
OnceEenmaal thought to be little binsopslaglocaties
for unwantedongewenste cellularcellulair wasteverspilling,
115
378920
3696
Ooit werden ze beschouwd als kleine
pakjes ongewenst celafval.
06:34
it has been foundgevonden
that cellscellen actuallywerkelijk communicatecommuniceren
116
382640
2976
Nu blijkt dat cellen
daadwerkelijk communiceren
06:37
by producingproducerende and absorbingabsorberen these exosomesexosomes
117
385640
3136
door het produceren
en absorberen van deze exosomen.
06:40
whichwelke containbevatten surfaceoppervlak receptorsreceptoren,
118
388800
2376
Ze dragen oppervlaktereceptoren,
06:43
proteinseiwitten and other geneticgenetisch materialmateriaal
collectedverzamelde from theirhun cellcel of originoorsprong.
119
391200
4000
eiwitten en ander genetisch materiaal
verzameld uit hun cel van herkomst.
06:48
When absorbedgeabsorbeerd by a neighboringnaburig cellcel,
120
396520
2656
Na absorptie door een naburige cel
06:51
exosomesexosomes releasevrijlating theirhun contentsinhoud
into the receivingontvangende cellcel,
121
399200
3816
geven exosomen hun inhoud
af in de ontvangende cel
06:55
and can setreeks in motionbeweging
fundamentalfundamenteel changesveranderingen in genegen expressionuitdrukking --
122
403040
3216
en brengen fundamentele veranderingen
in genexpressie teweeg --
06:58
some good,
123
406280
1216
sommige goed,
06:59
and this is where cancerkanker comeskomt in,
124
407520
1736
maar bij kanker
07:01
some badslecht.
125
409280
1576
ook slechte.
07:02
Because they are clothedgekleed
in the materialmateriaal of the mothermoeder cellcel,
126
410880
3776
Omdat ze met het materiaal
van de moedercel zijn bekleed,
07:06
and containbevatten a samplemonster of its environmentmilieu,
127
414680
1936
en wat van haar omgeving meedragen,
07:08
they providevoorzien a geneticgenetisch snapshotmomentopname
of that cell'svan cel healthGezondheid and its originoorsprong.
128
416640
5080
bieden ze een genetische momentopname
van de gezondheid van die cel
en de herkomst ervan.
07:15
All of these qualitieskwaliteiten
make exosomesexosomes invaluableonschatbare waarde messengersboodschappers
129
423200
3136
Al deze eigenschappen maken exosomen
tot waardevolle boodschappers
07:18
that potentiallymogelijk allowtoestaan physiciansartsen
130
426360
1616
waardoor artsen
je gezondheid op cellulair niveau
in de gaten zouden kunnen houden.
07:20
to eavesdropafluisteren on your healthGezondheid
at the cellularcellulair levelniveau.
131
428000
2920
07:24
To catchvangst cancerkanker earlyvroeg, howeverechter,
132
432080
1656
Om kanker vroeg te kunnen vangen,
07:25
you have to frequentlyvaak
interceptsnijpunt these messagesberichten
133
433760
2936
moet je deze berichten
echter vaak onderscheppen
07:28
to determinebepalen when cancer-causingkanker-veroorzakende
troublemakersrelschoppers withinbinnen your bodylichaam
134
436720
3496
om te bepalen wanneer kankerverwekkende
onruststokers in je lichaam
07:32
decidebesluiten to startbegin stagingenscenering a coupstaatsgreep,
135
440240
1816
een staatsgreep willen gaan plegen.
07:34
whichwelke is why regularregelmatig
screeningdoorlichting is so criticalkritisch
136
442080
3016
Daarom is regelmatige
screening zo belangrijk
07:37
and why we're developingontwikkelen
technologiestechnologieën to make this possiblemogelijk.
137
445120
2840
en waarom we technologieën
ontwikkelen om dit mogelijk te maken.
07:41
While the first exosome-basedexosome gebaseerde diagnosticsdiagnostiek
emergedvoortgekomen on the marketmarkt just this yearjaar,
138
449120
5656
Terwijl de eerste op exosomen gebaseerde
diagnostiek dit jaar al op de markt kwam,
07:46
they are not yetnog partdeel
of mainstreamhoofdstroom healthcaregezondheidszorg optionsopties.
139
454800
3280
maakt het nog geen deel uit
van de reguliere gezondheidszorg.
07:51
In additiontoevoeging to theirhun recentrecent emergenceverschijning,
140
459320
1856
Naast hun recente opkomst,
07:53
anothereen ander factorfactor that's limitingbeperkend
theirhun widespreadwijd verspreid adoptionadoptie
141
461200
3456
beperkt nog een andere factor
hun brede invoering,
07:56
is that currentlymomenteel, no automatedautomated
exosomeexosome isolationisolatie systemsysteem existsbestaat
142
464680
3936
namelijk dat momenteel
geen geautomatiseerd systeem
voor exosoom-isolatie bestaat
08:00
to make regularregelmatig screeningdoorlichting
economicallyeconomisch accessiblebeschikbaar.
143
468640
3200
om regelmatige screening
economisch haalbaar te maken.
08:04
The currentactueel goldgoud standardstandaard-
for exosomeexosome isolationisolatie
144
472800
2736
De huidige goudstandaard
voor exosoom-isolatie
08:07
includesomvat ultracentrifugationultracentrifugatie,
145
475560
1936
omvat ultracentrifugatie,
08:09
a processwerkwijze requiringvereisen
expensiveduur laboratorylaboratorium equipmentuitrusting,
146
477520
3256
een proces dat
dure laboratoriumapparatuur vereist,
08:12
a trainedgetraind lablaboratorium techtech
147
480800
1256
alsook getrainde laboranten
08:14
and about 30 hoursuur of time
to processwerkwijze a samplemonster.
148
482080
3040
en ongeveer 30 uur tijd
om een ​​monster te verwerken.
08:18
We'veWe hebben come up with a differentverschillend approachnadering
for achievingverwezenlijking van automatedautomated exosomeexosome isolationisolatie
149
486600
4656
Wij hebben een andere aanpak gevonden
voor geautomatiseerde exosoom-isolatie
08:23
from a samplemonster suchzodanig as urineurine.
150
491280
1440
uit bijvoorbeeld een urinemonster.
08:25
We use a chip-basedchip gebaseerde, continuousdoorlopend flowstroom
separationscheiding techniquetechniek
151
493560
4256
We maken gebruik van een chip-gebaseerde,
continue-stroom-scheidingstechniek
08:29
calledriep deterministicdeterministische lateralzijdelings displacementverplaatsing.
152
497840
2976
die 'deterministische
laterale verplaatsing' heet.
08:32
And we have donegedaan with it
153
500840
1376
We deden het
08:34
what the semiconductorhalfgeleider industryindustrie has donegedaan
so successfullymet succes for the pastverleden 50 yearsjaar.
154
502240
4456
zoals de halfgeleiderindustrie het
de afgelopen 50 jaar zo succesvol deed.
08:38
We shrunkgekrompen the dimensionsdimensies
of this technologytechnologie
155
506720
2056
We verkleinden de afmetingen
van deze technologie
08:40
from the micronmicron scaleschaal
to the truewaar nanoscalenanoschaal.
156
508800
2640
van microschaal tot echte nanoschaal.
08:44
So how does it work?
157
512720
1456
Hoe werkt het nu?
08:46
In a nutshellnotendop,
158
514200
1256
In een notendop:
08:47
a setreeks of tinyklein pillarspijlers
separatedgescheiden by nanoscopicnanoscopische gapshiaten
159
515480
3976
een verzameling van kleine pijlers
gescheiden door nanoscopische spleten
08:51
are arrangedgeregeld in suchzodanig a way
160
519480
1256
zodanig aangebracht
08:52
that the systemsysteem dividesverdeelt
the fluidvloeistof into streamlinesstroomlijnt,
161
520760
3056
dat het systeem de vloeistof
in stroomlijnen verdeelt,
08:55
with the largergrotere cancer-relatedkanker-gerelateerde
nanoparticlesnanodeeltjes beingwezen separatedgescheiden
162
523840
3376
waarbij de grotere
kankergerelateerde nanodeeltjes
door een proces van omleiding
08:59
throughdoor a processwerkwijze of redirectionomleiding
from the smallerkleiner, healthiergezonder onesdegenen,
163
527240
3896
van de kleinere,
gezondere gescheiden worden.
09:03
whichwelke can in contrastcontrast
164
531160
1536
Deze kunnen dan
09:04
moveverhuizing around the pillarspijlers
in a zigzag-typezigzag-type motionbeweging
165
532720
2536
in een soort zigzagbeweging
rond de pijlers bewegen
09:07
in the directionrichting of fluidvloeistof flowstroom.
166
535280
1560
in de richting van de vloeistofstroming.
09:10
The netnetto- resultresultaat is a completecompleet separationscheiding
of these two particledeeltje populationspopulaties.
167
538080
4000
Het nettoresultaat is
een volledige scheiding
van deze twee deeltjespopulaties.
09:15
You can visualizevisualiseren this separationscheiding processwerkwijze
168
543440
3696
Je kunt dit scheidingsproces visualiseren
09:19
similarsoortgelijk to trafficverkeer on a highwaysnelweg
that separatesscheidt into two roadswegen,
169
547160
3856
als verkeer op een weg
die in twee wegen splitst,
09:23
with one roadweg going into
a low-clearancelage-goedkeuring tunneltunnel underonder a mountainberg-,
170
551040
3456
met een weg die door een lage tunnel
onder een berg loopt
09:26
and the other roadweg going around it.
171
554520
2056
en de andere die eromheen gaat.
09:28
Here, smallerkleiner carsauto's
can go throughdoor the tunneltunnel
172
556600
2776
Kleinere auto's kunnen door de tunnel gaan
09:31
while largergrotere truckstrucks,
carryingvervoer potentiallymogelijk hazardousgevaarlijke materialmateriaal,
173
559400
3296
terwijl de grotere vrachtwagens
met potentieel gevaarlijk materiaal,
09:34
are forcedgedwongen to take the detouromweg routeroute.
174
562720
1760
worden gedwongen
om de omleidingsroute te nemen.
09:37
TrafficVerkeer is effectivelyeffectief separatedgescheiden
by sizegrootte and contentsinhoud
175
565600
4096
Het verkeer wordt effectief
gescheiden naar omvang en inhoud
09:41
withoutzonder impedingbelemmeren its flowstroom.
176
569720
2016
zonder de doorstroming te belemmeren.
09:43
And this is exactlyprecies how our systemsysteem workswerken
on a much, much smallerkleiner scaleschaal.
177
571760
4280
Dit is precies hoe ons systeem
werkt op een veel, veel kleinere schaal.
09:49
The ideaidee here is that
the separationscheiding processwerkwijze for screeningdoorlichting
178
577600
3856
Het idee is dat het scheidingsproces
voor screening
09:53
could be as simpleeenvoudig as processingverwerken
a samplemonster of urineurine, bloodbloed or salivaspeeksel,
179
581480
4056
zo simpel kan zijn als het verwerken
van een monster urine, bloed of speeksel.
09:57
whichwelke is a near-termop korte termijn possibilitymogelijkheid
withinbinnen the nextvolgende fewweinig yearsjaar.
180
585560
3296
Dat wordt mogelijk de komende jaren.
10:00
UltimatelyUiteindelijk, it could be used
to isolateisoleren and detectopsporen targetdoel exosomesexosomes
181
588880
5296
Uiteindelijk kan het worden gebruikt
voor het isoleren
en detecteren van doel-exosomen
10:06
associatedgeassocieerd with
a particularbijzonder typetype of cancerkanker,
182
594200
3216
geassocieerd met een bepaald type kanker,
waardoor de aanwezigheid ervan
binnen enkele minuten
10:09
sensingsensing and reportingrapportage
theirhun presenceaanwezigheid withinbinnen minutesnotulen.
183
597440
2440
kan worden vastgesteld en gerapporteerd.
10:12
This would make rapidsnel diagnosticsdiagnostiek
virtuallyvirtueel painlesspijnloos.
184
600600
3200
Dit zou een snelle diagnose
vrijwel pijnloos maken.
In grote lijnen opent de mogelijkheid
10:16
BroadlyIn grote lijnen speakingsprekend,
185
604720
1256
10:18
the abilityvermogen to separatescheiden
and enrichverrijken biomarkersBiomarkers
186
606000
2656
om biomarkers te scheiden en te verrijken
10:20
with nanoscalenanoschaal precisionprecisie
in an automatedautomated way,
187
608680
2720
met nanoschaalprecisie
op een geautomatiseerde manier,
10:24
opensopent the doordeur- to better understandingbegrip
diseasesziekten suchzodanig as cancerkanker,
188
612320
3456
de deur naar een beter begrip
van ziekten zoals kanker,
10:27
with applicationstoepassingen rangingvariërend
from samplemonster preparationvoorbereiding to diagnosticsdiagnostiek,
189
615800
3976
met toepassingen variërend
van monstervoorbereiding tot diagnostiek
10:31
and from drugdrug resistanceweerstand
monitoringtoezicht houden to therapeuticsTherapeutics.
190
619800
2480
en van het monitoren van
geneesmiddelresistentie tot therapieën.
10:35
Even before my wife'svrouw boutbout with cancerkanker,
191
623440
2016
Nog voordat mijn vrouw vocht met kanker,
10:37
it was a dreamdroom of minede mijne to facilitatevergemakkelijken
the automationautomatisering of this processwerkwijze --
192
625480
3480
droomde ik ervan om de automatisering
van dit proces te vergemakkelijken --
10:41
to make regularregelmatig screeningdoorlichting more accessiblebeschikbaar,
193
629840
2936
regelmatige screening
toegankelijker te maken,
10:44
similarsoortgelijk to the way HenryHenry FordFord
madegemaakt the automobileauto- accessiblebeschikbaar
194
632800
2896
ongeveer zoals Henry Ford
de auto toegankelijk maakte
10:47
to the generalalgemeen populationbevolking
195
635720
1576
voor Jan Modaal
10:49
throughdoor developmentontwikkeling of the assemblybijeenkomst linelijn.
196
637320
2256
door de ontwikkeling van de lopende band.
10:51
AutomationAutomatisering is the keysleutel to accessibilitytoegankelijkheid.
197
639600
2760
Automatisering is
de sleutel tot toegankelijkheid.
10:56
And in the spiritgeest of the HooverHoover dreamdroom,
198
644280
1856
In de geest van de droom van Hoover --
10:58
"a chickenkip in everyelk potpot
and a carauto in everyelk garagegarage,"
199
646160
2896
"Een kip in elke pot
en een auto in elke garage" --
ontwikkelen we nu een technologie
11:01
we're developingontwikkelen a technologytechnologie
200
649080
1416
11:02
that could ultimatelytenslotte placeplaats
an early-warningvroege waarschuwing cancerkanker detectionopsporing systemsysteem
201
650520
3816
die uiteindelijk een detectiesysteem
voor vroegtijdige waarschuwing van kanker
11:06
in everyelk home.
202
654360
1200
in elk huis kan brengen.
11:08
This would allowtoestaan
everyelk man, womanvrouw and childkind
203
656000
2056
Dit zou elke man, vrouw en kind
de mogelijkheid geven
11:10
the opportunitykans to be regularlyregelmatig testedgetest
while they're still healthygezond,
204
658080
4136
regelmatig te worden getest
terwijl ze nog gezond zijn,
11:14
catchingvangen cancerkanker when it first emergesvoorschijn.
205
662240
1880
om kanker in een vroeg stadium
op te sporen.
11:17
It is my hopehoop and dreamdroom
206
665400
1496
Het is mijn hoop en droom
11:18
to help people around the worldwereld-
avoidvermijden the highhoog costskosten --
207
666920
3696
om mensen over de hele wereld
te helpen de hoge kosten te voorkomen --
11:22
physicalfysiek, financialfinancieel and emotionalemotioneel --
208
670640
2536
fysiek, financieel en emotioneel --
11:25
facedgeconfronteerd by today'svandaag cancerkanker patientspatiënten,
209
673200
1720
waarmee de huidige kankerpatiënten
te maken krijgen,
11:27
hardshipsontberingen that I'm well acquaintedop de hoogte with.
210
675600
2320
problemen die ik maar al te goed ken.
Ik ben ook blij te kunnen melden dat,
11:31
I'm alsoook happygelukkig to reportrapport that because
we caughtgevangen my wife'svrouw cancerkanker earlyvroeg,
211
679400
4376
omdat we de kanker bij mijn vrouw
vroeg konden opsporen,
11:35
her treatmentbehandeling was successfulgeslaagd,
212
683800
1656
haar behandeling succesvol was
11:37
and she is now, thankfullydankbaar, cancer-freekanker-gratis.
213
685480
2256
en ze is nu, gelukkig, vrij van kanker.
11:39
(ApplauseApplaus)
214
687760
2200
(Applaus)
11:48
It is an outcomeresultaat that I would like to see
for everyoneiedereen with a cancerkanker diagnosisdiagnose.
215
696160
4400
Het is een resultaat dat ik voor iedereen
met een diagnose van kanker
zou willen zien.
11:53
With the work that my teamteam
has alreadynu al donegedaan
216
701280
2056
Met het werk dat mijn team al heeft gedaan
11:55
on separationscheiding of nanoscalenanoschaal biomarkersBiomarkers
217
703360
2736
over de scheiding
van biomarkers op nanoschaal
11:58
for rapidsnel, early-stagevroeg stadium cancerkanker diagnosticsdiagnostiek,
218
706120
2936
voor een snelle diagnostiek
van kanker in een vroeg stadium,
12:01
I am optimisticoptimistisch
that withinbinnen the nextvolgende decadedecennium,
219
709080
2536
ben ik optimistisch
dat binnen de komende tien jaar,
12:03
this typetype of technologytechnologie will be availablebeschikbaar,
220
711640
2576
dit soort technologie beschikbaar zal zijn
12:06
helpinghelpen protectbeschermen our friendsvrienden,
our familyfamilie and futuretoekomst generationsgeneraties.
221
714240
3880
om onze vrienden, onze familie
en toekomstige generaties te beschermen.
12:10
Even if we are so unluckypech
as to be diagnosedgediagnosticeerd with cancerkanker,
222
718680
3896
Zelfs als we de pech hebben
om te worden gediagnosticeerd met kanker
zal dat alarm in een vroeg stadium
een sterk baken van hoop bieden.
12:14
that early-stagevroeg stadium alarmalarm
will providevoorzien a strongsterk beaconbaken of hopehoop.
223
722600
2880
12:18
Thank you.
224
726280
1216
Dank je.
12:19
(ApplauseApplaus)
225
727520
5789
(Applaus)
Translated by Rik Delaet
Reviewed by Els De Keyser

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Joshua Smith - Cancer fighter
Motivated 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. 


More profile about the speaker
Joshua Smith | Speaker | TED.com