Cette petite particule pourrait parcourir votre corps à la recherche de tumeurs

Et si nous pouvions trouver les tumeurs cancéreuses des années avant qu'elles ne nous soient néfastes -- sans avoir besoin d'établissements coûteux ou d'électricité fiable ? Le médecin, bio-ingénieure et entrepreneuse Sangeeta Bhatia dirige un laboratoire multidisciplinaire qui cherche de nouvelles façons de comprendre, de diagnostiquer et de traiter les maladies humaines. Sa cible : les deux tiers de morts liées au cancer qu'elle dit être évitables. Avec une clarté remarquable, elle explique la science complexe des nanoparticules et partage son rêve d'un nouveau test de dépistage du cancer qui pourrait sauver des millions de vies.

Dans l'espace qui, avant,
hébergeait un transistor,

nous pouvons en faire tenir un milliard.

Cela fait qu'un ordinateur
remplissant une pièce entière

tient maintenant dans votre poche.

Vous pourriez dire que le futur est petit.

En tant qu'ingénieure,

je suis inspirée par cette révolution
de miniaturisation des ordinateurs.

En tant que médecin,

je me demande si nous pouvons l'utiliser
pour diminuer le nombre de vies perdues

à cause de l'une des maladies
à la croissance la plus rapide :

le cancer.

Quand je dis cela,

ce que la majorité m'entend dire c'est
que nous travaillons à guérir le cancer.

C'est le cas.

Mais il s'avère

qu'il y une opportunité incroyable
de sauver des vies

via le dépistage précoce et la prévention.

Dans le monde, plus de deux tiers
des morts dues au cancer

pourraient être évitées

en utilisant des méthodes
déjà à notre disposition.

Des choses telles que
la vaccination, le dépistage

et, bien sûr, arrêter de fumer.

Mais, même avec les meilleurs outils
et technologies à notre disposition,

certaines tumeurs
ne peuvent être détectées

au cours des 10 premières années
de leur croissance,

tant qu'elles ne représentent pas
50 millions de cellules cancéreuses.

Et si nous avions des technologies

pouvant dépister
ces cancers mortels plus tôt,

quand ils peuvent être opérés,

à leurs débuts ?

Je vais vous dire comment
la miniaturisation peut nous aider.

Voici un microscope de laboratoire

utilisé par un pathologiste
pour observer un échantillon de tissus

tel qu'une biopsie ou un frottis.

Ce microscope coûte 7 000 $

et est utilisé par quelqu'un
ayant des années d'entraînement

pour détecter les cellules cancéreuses.

Voici une image d'une de mes collègues
à la Rice University,

Rebecca Richards-Kortum.

Son équipe et elle ont miniaturisé
tout ce microscope

en un objet coûtant 10 $

et tenant à l'extrémité
d'une fibre optique.

Cela signifie qu'au lieu de prélever
des échantillons sur le patient

et de les envoyer au microscope,

vous pouvez apporter le microscope
jusqu'au patient.

Puis, au lieu d'avoir besoin
qu'un spécialiste regarde l'image,

vous pouvez entraîner l'ordinateur

à différencier les cellules
normales et cancéreuses.

Cela est important

car, en travaillant
dans des communautés rurales,

ils ont découvert que même avec
un van de dépistage itinérant

qui peut se rendre dans la communauté,
faire des examens,

collecter des échantillons

et les envoyer à l'hôpital
pour les analyser,

quelques jours plus tard,

les femmes reçoivent
un résultat de test anormal

et doivent se rendre à l'hôpital.

La moitié d'entre elles n'y vont pas
car le trajet est trop cher.

Avec un microscope intégré
et une analyse par ordinateur,

Rebecca et ses collègues
ont pu créer un van

qui est équipé pour diagnostiquer
et pour traiter.

Cela signifie qu'ils peuvent
faire un diagnostic

et fournir immédiatement un traitement,

personne n'est perdu en route.

Ce n'est qu'un exemple de la façon dont
la miniaturisation peut sauver des vies.

En tant qu'ingénieurs,

nous le voyons comme
de la miniaturisation directe.

Vous prenez un gros objet
et le rendez petit.

Mais ce que je vous ai dit
sur les ordinateurs

est qu'ils ont transformé nos vies

quand ils sont devenus assez petits
pour que nous les emportions partout.

Quel est l'équivalent transformationnel
de cela en médecine ?

Et si vous aviez un détecteur

qui était si petit
qu'il pourrait circuler dans votre corps,

trouver la tumeur

et envoyer un signal au monde extérieur ?

Cela semble être de la science-fiction.

Mais en fait, la nanotechnologie
nous permet de faire cela.

La nanotechnologie nous permet de réduire
les composants du détecteur

de l'épaisseur d'un cheveu humain,

soit 100 microns,

à des composants 1 000 fois plus petits,

soit 100 nanomètres.

Cela a des implications profondes.

Il s'avère que les matériaux
ont des propriétés différentes

à la nano-échelle.

Prenez un matériau commun tel que l'or,

réduisez-le en poussière,
en nanoparticules d'or,

il n'est plus doré mais rouge.

Avec un matériau plus exotique
comme le séléniure de cadmium --

un gros cristal noir --

si vous en faites des nano-cristaux,

les mettez dans un liquide

et les éclairez,

ils brillent.

Ils brillent en bleu, vert,
jaune, orange, rouge,

selon leur taille.

C'est fou ! Vous imaginez un tel objet
à l'échelle macroscopique ?

C'est comme si tous les jeans
dans votre placard étaient en coton

mais étaient de différentes couleurs
selon leur taille.

(Rires)

En tant que médecin,

ce qui m'intéresse

ce n'est pas seulement
la couleur des matériaux

qui change à la nano-échelle ;

leur façon de voyager
dans notre corps change également.

C'est le genre d'observation
que nous utiliserons

pour créer un meilleur
détecteur de cancer.

Laissez-moi vous montrer cela.

Voici un vaisseau sanguin du corps.

Autour de ce vaisseau sanguin,
il y a une tumeur.

Nous allons injecter des nanoparticules
dans le vaisseau sanguin

et observer leur voyage
du sang vers la tumeur.

Il s'avère que les vaisseaux sanguins
des tumeurs sont souvent percés

et les nanoparticules peuvent donc
passer du sang à la tumeur.

Le fait qu'ils passent dans la tumeur
dépend de leur taille.

Sur cette image,

les plus petites nanoparticules bleues,
de 100 nanomètres, s'échappent

et les plus grandes, les rouges,
faisant 500 nanomètres,

sont coincées dans le sang.

Cela signifie que,

selon la taille du matériau,

je peux changer l'endroit de votre corps
où il peut aller.

Dans mon labo, nous avons récemment
créé un nano-détecteur de cancer

qui est si petit qu'il peut voyager
dans le corps et chercher des tumeurs.

Nous l'avons conçu pour qu'il écoute
l'invasion d'une tumeur :

l'orchestre de signaux chimiques
nécessaires à l'expansion de la tumeur.

Pour qu'une tumeur éclose
du tissu dans lequel elle est née,

elle doit produire des enzymes

qui détruisent l'échafaudage tissulaire.

Nous avons créé ces particules
pour être activées par ces enzymes.

Une enzyme peut activer un millier
de réactions chimiques par heure.

En ingénierie, cela s'appelle
un ratio de 1 000 pour 1,

c'est une amplification

qui rend une chose ultrasensible.

Nous avons créé un détecteur
de cancer ultrasensible.

Comment est-ce que je transmets
ce signal activé au monde extérieur

pour me permettre de réagir ?

Pour cela, nous utiliserons
de la biologie à nano-échelle très précise

et en lien avec le rein.

Le rein est un filtre.

Son travail est de filtrer le sang
et d'envoyer les déchets dans l'urine.

Il s'avère que les filtres du rein

dépendent aussi de la taille.

Sur cette image, vous voyez

que tout ce qui est plus petit
que 5 nanomètres

passe du sang, à travers le rein
et vers l'urine,

et tout ce qui est plus grand est retenu.

Si je crée un détecteur de cancer
de 100 nanomètres,

que je l'injecte dans le sang,

il peut passer dans la tumeur,
où il est activé par les enzymes,

et dégager un petit signal,

assez petit pour être filtré par le rein

et envoyé dans l'urine.

J'ai un signal dans le monde extérieur
et je peux le détecter.

Il reste un problème.

Ce petit signal,

comment puis-je le détecter ?

Le signal n'est qu'une molécule.

Ce sont des molécules
que nous avons conçues.

Elles sont entièrement synthétiques
et nous pouvons les concevoir

pour les rendre compatibles
à l'outil de notre choix.

Si nous voulons utiliser un outil
très cher et sensible,

un spectromètre de masse,

nous créons une molécule
ayant une masse unique.

Peut-être que nous voulons faire
une chose moins chère et plus portable.

Alors, nous créons des molécules
que le papier peut filtrer,

comme un test de grossesse.

En fait, il y a beaucoup de tests
faits sur du papier

qui sont maintenant disponibles
sous le nom de papiers sensibilisés.

Où allons-nous ?

Ce que je vais vous dire,

en tant que chercheuse,

est un de mes rêves.

Je ne peux pas dire
que c'est une promesse ;

c'est un rêve.

Mais je crois que nous devons tous
avoir des rêves pour avancer,

même -- et surtout --
les chercheurs en cancérologie.

Je vais vous dire ce qui, je l'espère,
arrivera avec ma technologie,

ce à quoi mon équipe et moi
nous dévouons corps et âme

pour en faire une réalité.

Voici ce que c'est.

Je rêve qu'un jour,

au lieu de se rendre dans de coûteux
établissements de dépistage

pour faire une coloscopie,

une mammographie

ou un frottis,

nous pourrions avoir une piqûre,

attendre une heure

et faire un test d'urine
sur un bout de papier.

J'imagine que cela pourrait arriver

sans avoir besoin d'électricité fiable

ou d'un professionnel de santé.

Ils pourraient être loin

et connectés grâce à un smartphone.

Cela semble être un rêve,

mais, au labo, nous avons déjà
cela qui fonctionne sur des souris

et c'est mieux
que les méthodes actuelles

pour le dépistage du cancer
du poumon, du colon et des ovaires.

J'espère que cela signifie

qu'un jour nous pourrons
détecter les tumeurs chez les patients

avant qu'elles aient atteint
l'âge de 10 ans,

dans tous les milieux,

partout dans le monde,

et que cela mènera
à des traitement plus précoces

qui pourront sauver
plus de vies qu'aujourd'hui

grâce à un dépistage précoce.

Merci.

(Applaudissements)