Pequenas partículas que podem percorrer seu corpo para encontrar tumores

E se conseguíssemos encontrar tumores cancerosos anos antes de eles nos prejudicarem, sem clínicas caras ou até mesmo sem uma rede elétrica estável? Sangeeta Bhatia, médica, bioengenheira e empreendedora, lidera um laboratório multidisciplinar, no qual são pesquisadas maneiras inovadoras para entender, diagnosticar e tratar doenças humanas. Seu alvo: os dois terços de mortes causadas pelo câncer que ela diz que podem ser totalmente evitadas. Com uma notável clareza, ela explica a complexa ciência das nanopartículas e divide seu sonho de um novo e radical teste para detectar câncer que poderia salvar milhões de vidas.

Em um espaço onde
era abrigado um transistor,

agora podemos abrigar um bilhão.

Isso fez com que um computador
do tamanho de uma sala

caiba agora no seu bolso.

Pode-se dizer que o futuro é pequeno.

Por ser engenheira,
eu me sinto inspirada

por essa miniaturização
revolucionária na computação.

Por ser médica,

imagino se poderíamos usar isso
para reduzir o número de vidas perdidas

devido a uma das doenças
que mais crescem no mundo:

o câncer.

Quando digo isso, as pessoas entendem
que nós estamos tentando curar o câncer.

E estamos.

Aparentemente, há uma incrível
oportunidade para salvar vidas

através da detecção precoce
e prevenção do câncer.

Mundialmente, mais de dois terços
das mortes causadas pelo câncer

são totalmente evitáveis, utilizando
métodos que temos ao nosso alcance.

Métodos como vacinação,
exames frequentes

e, é claro, parar de fumar.

Mas mesmo com as melhores ferramentas
e tecnologias que temos atualmente,

há tumores que só podem ser detectados

após dez anos do início
de seu crescimento,

quando já existem 50 milhões
de células cancerosas.

E se tivéssemos tecnologias melhores

para detectar algumas dessas
células cancerosas mais cedo,

para que fossem removidas logo de início?

Vou dizer como a miniaturização
pode nos levar a isso.

Esse é um microscópio de laboratório

utilizado por um patologista
para examinar amostras,

como em uma biópsia ou em um Papanicolau.

Esse microscópio de US$ 7 mil

seria utilizado por alguém com anos
de treinamento especializado

para identificar células cancerosas.

Essa é uma imagem cedida
por uma colega da Universidade Rice,

Rebecca Richards-Kortum.

Ela e sua equipe miniaturizaram
esse microscópio

transformando-o nessa partícula de US$ 10,

que cabe na ponta de uma fibra óptica.

Portanto, ao invés de retirar
uma amostra de um paciente

para examiná-la em um microscópio,

pode-se levar o microscópio
até o paciente.

E, ao invés de um especialista
examinar as imagens,

programamos um computador para diferenciar
células normais das cancerosas.

Isso é importante,

pois trabalhando em comunidades
rurais eles descobriram

que, mesmo com uma van para
realizar exames de forma itinerante,

possibilitando-se ir até comunidades
para realizar exames e coletar amostras,

e enviá-las para o hospital
para análise, alguns dias depois,

eles podiam ligar para as mulheres,
no caso de resultado anormal,

chamando-as ao hospital.

Metade delas não vão até o hospital,
pois não conseguem pagar a viagem.

Com o microscópio integrado
às análises informatizadas,

Rebecca e seus colegas criaram uma van

que contém equipamentos
para diagnóstico e tratamento.

Isso significa que eles
conseguem diagnosticar

e tratar no local,

para que ninguém fique sem acompanhamento.

Esse é só um exemplo de como
a miniaturização pode salvar vidas.

Sendo engenheiros, pensamos nisso
como miniaturização de forma direta.

Uma coisa grande transformada
em uma coisa pequena.

Mas o que disse antes sobre computadores
foi que eles transformaram nossas vidas

quando se tornaram pequenos o bastante
para serem levados para qualquer lugar.

Então qual o equivalente
a essa transformação, na medicina?

Bom, e se existisse um detector

tão pequeno que pudesse
circular pelo seu corpo,

encontrar os tumores sozinho,
e enviar um sinal para o mundo externo?

Parece ficção científica.

Mas, na verdade, a nanotecnologia
nos permite fazer exatamente isso.

Nanotecnologia nos permite encolher
as partes que compõem o detector

da espessura de um fio de cabelo humano,
que é de 100 microns,

para mil vezes menor
que é de 100 nanômetros.

E isso possui implicações profundas.

Acontece que materiais mudam
suas propriedades quando em nanoescala.

Pode-se pegar algo comum como o ouro,

e transformá-lo em poeira,
em nanopartículas de ouro,

e o ouro deixa de ser
dourado e vira vermelho.

Se utilizarmos um material mais exótico
como o seleneto de cádmio,

um grande cristal preto,

e transformá-lo em nanocristais

e colocá-los em um líquido,

e iluminá-los,

eles brilham.

Um brilho azul, verde,
amarelo, laranja, vermelho,

dependendo somente do seu tamanho.

É uma loucura! Conseguem imaginar
um objeto assim no mundo macro?

Seria como se todas suas calças
jeans fossem feitas de algodão,

mas possuíssem cores diferentes,
somente por causa do seu tamanho.

(Risos)

Então, por ser médica,
o que é tão interessante para mim

é que não somente a cor dos materiais
muda em uma nanoescala:

a forma com que eles percorrem
seu corpo também muda.

Esse é o tipo de observação que usaremos
para criar um detector de câncer melhor.

Deixem-me mostrar o que eu quero dizer.

Esse é um vaso sanguíneo no corpo humano.

Cercando o vaso sanguíneo há um tumor.

Vamos injetar nanopartículas
dentro do vaso sanguíneo

e observar como eles viajam
da corrente sanguínea para o tumor.

Acontece que os vasos sanguíneos
de muitos tumores são vazados,

e as nanopartículas podem transpassar
da corrente sanguínea para o tumor.

Se elas transpassam,
depende do seu tamanho.

Portanto, nessa imagem

as partículas azuis menores,
com 100 nanômetros, estão transpassando,

e as partículas vermelhas maiores,
com 500 nanômetros,

estão presas na corrente sanguínea.

Isso significa, como engenheira,

que, dependendo do tamanho de um material,

eu posso mudar a direção dele,
dentro do seu corpo.

Em meu laboratório, recentemente
criamos um nanodetector de câncer

tão pequeno que pode percorrer
o corpo humano procurando por tumores.

Ele foi criado para ouvir
a invasão de um tumor:

a orquestra de sinais químicos
que os tumores fazem ao se espalhar.

Para o tumor se desprender
do tecido em que se desenvolveu,

ele precisa produzir substâncias
chamadas enzimas

para atravessar a malha de tecidos.

Criamos essas nanopartículas
para serem ativadas por essas enzimas.

Uma enzima pode ativar mil dessas
reações químicas em uma hora.

Na engenharia, chamamos isso
de uma escala de 1/1000,

uma forma de amplificação,
o que torna algo ultrassensível.

Criamos um detector
de câncer ultrassensível.

Tudo bem, mas como transmito
esse sinal para o mundo externo,

onde eu possa fazer algo a respeito?

Para isso, usaremos mais um exemplo
de biologia em nanoescala,

e tem a ver com o rim.

O rim age como um filtro.

Sua função é filtrar o sangue
e eliminar resíduos através da urina.

Acontece que o que o rim filtra

também depende do tamanho.

Nessa imagem, vocês conseguem ver

que tudo menor que cinco nanômetros

está indo do sangue,
através do rim, para a urina,

e o que é maior, é retido.

Se crio um detector
de câncer de 100 nanômetros,

injeto-o na corrente sanguínea,

ele chega até o tumor, onde é
ativado pelas enzimas do tumor,

e libera um pequeno sinal,

pequeno o bastante
para ser filtrado pelo rim

e colocado na urina,

e temos assim um sinal
detectável no mundo externo.

Tudo bem, mas tem mais um problema.

Esse sinal é muito pequeno,
então como eu o detecto?

O sinal é apenas uma molécula.

São moléculas que nós,
engenheiros, criamos.

São completamente sintéticas,
então podem ser criadas

para serem compatíveis
com a ferramenta que escolhermos.

Se utilizássemos um instrumento
altamente sensível e sofisticado,

chamado espectrômetro de massa,

então criaríamos uma molécula
de massa singular.

Ou talvez preferimos utilizar
algo mais barato e portátil.

Então criaríamos moléculas
que podemos capturar em papel,

como um teste de gravidez.

Na verdade, existe uma grande
variedade de testes em papel

que estão disponíveis em um campo
chamado diagnósticos por testes de papel.

Então, aonde quero chegar?

O que vou lhes contar a seguir,

como tenho sido pesquisadora
minha vida inteira,

representa um sonho que possuo.

Não posso dizer que é uma promessa:

é um sonho.

Mas acho que todos precisamos
ter sonhos para nos motivar,

até, e talvez especialmente,
pesquisadores de câncer.

Vou lhes contar o que espero
que aconteça com a minha tecnologia,

e que meu time e eu nos
dedicaremos de corpo e alma

para que seja uma realidade.

Tudo bem, aqui vai.

Sonho que um dia,

ao invés de ir a uma clínica cara

para fazer uma colonoscopia,

ou uma mamografia,

ou um Papanicolau,

você poderá tomar uma injeção,

esperar por uma hora,

e fazer um teste de urina
em uma tira de papel.

Imagino que isso poderia acontecer

sem a necessidade
de uma rede elétrica estável,

ou um médico profissional no recinto.

Talvez o médico esteja longe conectado
apenas pela imagem em um smartphone.

Sei que isso pode parecer um sonho,

porém no laboratório já fizemos
testes em camundongos,

que funcionam melhor
do que os métodos existentes

para a detecção de câncer
de pulmão, cólon e ovário.

E espero que isso signifique

que um dia possamos detectar
tumores em pacientes

muito antes de dez anos
após o seu crescimento inicial,

em todas as formas de vida,

em todo o mundo,

e isso levaria a tratamentos precoces,

e conseguiríamos salvar mais
vidas do que conseguimos hoje,

com a detecção precoce.

Obrigada.

(Aplausos)