آینده تشخیص زودهنگام سرطان

حدود یک‌سال پیش، درد کمر خاله من آغاز شد. او به دیدن پزشکی رفت و به او گفته شد این برای کسی که حدود 30 سال است تنیس بازی می‌کند، یک آسیب عادی به‌شمار می‌آید. پزشکان به او توصیه کردند تا فیزیوتراپی انجام دهد. اما حال وی بهبود نیافت و در نتیجه، پزشکان تصمیم گرفتند تا آزمایش‌های بیش‌تری انجام دهند. پس از رادیولوژی، زخمی‌در ریه‌های وی مشهود شد و درمان برای زخمی‌که آن‌ها فکر می‌کردند یک زخم ماهیچه‌ای است، آغاز شد. اما پس از چند هفته درمان، تغییری در حال وی مشاهده نشد. در نهایت، آن‌ها تصمیم گرفتند تا نمونه‌برداری کنند و دو هفته بعد، بر اساس نتیجه نمونه برداری مشخص شد که آن زخم، سرطان درجه سوم ریه بوده است. روش زندگی او تقریباً عاری از هر مخاطره‌ای بود. او هرگز سیگار نکشیده و تقریباً نیمی‌از عمر خود را ورزش کرده بود. شاید به همین دلیل بود که پزشکان را شش ماه برای نمونه‌برداری معطل ساخت! متأسفانه داستان من برای بسیاری از شما آشنا است. از هر سه شخصی که در این سالن در حال گوش دادن به ما است، یک نفر نوعی سرطان خواهد داشت و از هر چهار نفر، یک نفر به همین دلیل از دنیا می‌رود. در این ماجرا، نه تنها تشخیص سرطان زندگی خانواده ما را تغییر داد، بلکه فرآیند رفتن از یک آزمایش به آزمایش دیگر، پزشکان مختلفی که علائم بیماری را تشریح می‌کنند و رد کردن بیماری‌ها یکی پس از دیگری، استرس‌آمیز و آزاردهنده بود، به ویژه برای خاله من. و این روشی است که از ابتدای تاریخ برای تشخیص سرطان از آن استفاده شده است. ما ابزارها و روش‌های قرن بیست‌ویکمی‌ برای درمان سرطان داریم، اما روش‌ها و روال‌های ما همچنان متعلق به قرن بیستم است.

شناسنامه سخنرانی
سخنران: جورج سوتو
مدت زمان سخنرانی: 10 دقیقه و 42 ثانیه
تاریخ سخنرانی: اکتبر 2014
کلیدواژه جست‌وجو: early cancer detection
کنفرانس: TED Global 2014

این روزها همه ما باید منتظر نشانه‌هایی باشیم تا متوجه شویم که مشکلی وجود دارد. امروزه اغلب مردم به روش‌های تشخیص زودهنگام سرطان دسترسی ندارند، ما می‌دانیم که تشخیص زودهنگام سرطان تنها راه قطعی برای مبارزه با آن است. ما می‌دانیم که قادر به تغییر دادن این شرایط در طول حیات خود هستیم و به همین دلیل من و گروه همراهم تصمیم گرفتیم تا این سفر را آغاز کنیم؛ سفری برای تلاش به‌منظور آسان‌تر، ارزان‌تر و هوشمندانه‌تر ساختن تشخیص زودهنگام سرطان و نظارت بر پاسخ‌های مناسب در سطح مولکولی. بدیهی است که ما در دنیایی زندگی می‌کنیم که فناوری وضعیت ما را به شکل نمایی تغییر می‌دهد و حوزه بیولوژیک نیز از این قاعده مستثنی نیست. گفته می‌شود که امروزه زیست فناوری با رشدی حداقل شش برابر سرعت رشد قدرت کامپیوترها در حال پیش‌رفت است. اما پیش‌رفت در زیست فناوری نه تنها شتاب گرفته است، بلکه در دسترس همگان نیز قرار گرفته است. درست مانند کامپیوترهای شخصی، اینترنت یا تلفن‌های هوشمند که فضای حرکت برای یا تحصیلات را ارتقا داده است. پیش‌رفت‌های اخیر این فضا را برای پیش‌رفت‌های در زمینه زیست فناوری نیز فراهم آورده و این اجازه را می‌دهد تا گروه‌هایی با رویکردهای گوناگون مانند ما، برای حل مسئله و نگاه انداختن به این مشکلات با روش‌های جدید جسارت یابند. ما گروهی ‌از دانشمندان و محققان از شیلی، پاناما، مکزیک، و یونان هستیم و بر اساس کشفیات علمی‌اخیر بر این باوریم که راهی مطمئن و دقیق برای تشخیص انواع گوناگونی از سرطان در مقاطع بسیار ابتدایی آن از طریق یک نمونه خون یافته‌ایم. ما این‌کار را با تشخیص مجموعه‌ای از مولکول‌های بسیار کوچک که آزادانه در خون در گردش هستند و با نام مایکرو آر‌ان‌ای‌ها شناخته می‌شوند، انجام می‌دهیم. برای تشریح چیستی مایکرو آر‌ان‌ای‌ها و نقش کلیدی آن‌ها در سرطان، لازم است تا با پروتئین‌ها شروع کنیم؛ زیرا زمانی که سرطان در بدن مشاهده می‌شود، تغییرات پروتئینی در تمامی‌سلول‌های سرطانی مشاهده می‌شود. همان‌طور که ممکن است بدانید، پروتئین‌ها مولکول‌های بزرگی در بدن ما هستند که فعالیت‌های مختلفی را انجام می‌دهند. اما پیش از آن‌که یک پروتئین ساخته شود، بخش‌های مرتبط کد ژنتیکی موجود در ‌دی‌ان‌ای، در پیام‌رسان آر‌ان‌ای کپی شده و در نتیجه این پیام‌رسان‌ها دستورالعمل‌های لازم برای چگونگی ساخت یک پروتئین خاص را در اختیار دارند و بالقوه می‌توانند صدها پروتئین را بسازند. اما آن‌چه به این پیام‌رسان‌ها، تعداد و زمان ساخت پروتئین‌ها را می‌دهد، مایکرو آر‌ان‌ای‌ها هستند. بنابراین مایکرو آر‌ان‌ای‌ها مولکول‌های کوچکی هستند که ایجاد ژن را کنترل می‌کنند.

سال گذشته، جورج سوتو، مهندس الکترونیک، به‌همراه گروهی از دانش‌آموزان دانشگاه سینگولاریتی mirOculus را بنیان نهاد تا در روش آزمایش سرطان تغییر ایجاد کند. روشی که بر اساس بررسی مایکرو آر‌ان‌ای در گردش خون فعالیت می‌کند و می‌تواند حضور انواع سرطان را در مراحل بسیار ابتدایی مشخص کند. اگرچه این روش در ابتدای راه خود است اما نتایج بسیار امیدبخش هستند. دستگاه متن-باز این گروه نخستین بار در کنفرانس TEDGlobal در سال 2014 به نمایش درآمد. سوتو از دو دانشگاه سینگولاریتی و Tec de Monterry فارغ‌التحصیل شده است. در سپتامبر 2013، او به مکزیک بازگشت تا به دولت برای توسعه استراتژی‌ها و پروژه‌هایی کمک کند که مشارکت‌های مدنی، شفافیت، اعتمادپذیری و نوآوری در مکزیک را افزایش دهد و ارتباطات میان شهروندان و مؤسسات را ارتقا دهد.

برخلاف دی‌ان‌ای، مایکرو آر‌ان‌ای‌ها بسته به شرایط داخلی و محیطی در هر زمان می‌توانند متغیر بوده و به ما بگویند که در یک لحظه خاص کدام ژن به‌صورت فعال وجود دارد. و این همان دلیلی است که مایکرو آر‌ان‌ای‌ها را به یک نشانه بیولوژیکی برای سرطان مبدل می‌سازد، زیرا همان‌طور که می‌دانید سرطان بیماری تغییر ژن‌ها است؛ این بیماری تکثیر کنترل نشده ژن‌ها است. نکته مهم دیگر در موضوع سرطان این است که هیچ دو سرطانی یکسان نیستند. اما در سطح مایکرو آر‌ان‌ای، الگوهایی وجود دارد. چندین مطالعه علمی‌نشان داده است که انواع آنومالی در سطح مایکرو آر‌ان‌ای‌ها الگویی خاص و منحصر به فرد برای هر سرطان، حتی در مراحل نخست ایجاد می‌کند که پیش‌رفت بیماری را بازتاب داده و مشخص می‌کند که درمان مورد استفاده مؤثر بوده است. همین موضوع مایکرو آر‌ان‌ای را به یک نشانه گذار بیولوژیکی دقیق و حساس بدل می‌سازد. هرچند، مشکل اصلی مایکرو آر‌ان‌ای‌ها آن است که با روش‌های مبتنی بر ‌دی‌ان‌ای فعلی به شکلی قابل اطمینان قابل شناسایی نیستند؛ زیرا همگی دنباله‌های بسیار کوچکی از نوکلئوتید‌ها و بسیار کوچک‌تر از دی‌ان‌ای‌ها هستند. علاوه بر این به جز در موارد بسیار کوچک، مایکرو آر‌ان‌ای‌ها بسیار به یکدیگر شبیه هستند. بنابراین، تصور کنید متمایز ساختن دو مولکول بی اندازه شبیه و بی‌اندازه کوچک چقدر دشوار است. ما بر این باوریم که راهی برای این کار یافته‌ایم و این نخستین باری است که آن را به صورت عمومی‌ نمایش می‌دهیم. تصور کنید این‌بار که به دیدن دکتر خود رفتید و آزمایش استاندارد خون انجام دادید، یک تکنسین آزمایشگاه، یک آر‌ان‌ای کامل را از خون شما جدا کند که کاری بسیار معمول است. سپس این نمونه را روی یکی از ظرف‌های 96 حفره‌ای قرار دادیم(شکل 1).

 شکل 1

هر یک از این حفره‌ها به‌لحاظ بیوشیمی خاصیتی دارند که به دنبال نوع خاصی از مایکرو آر‌ان‌ای بوده و مانند یک تله عمل می‌کند که تنها با حضور مایکرو آر‌ان‌ای خاص در نمونه، واکنش نشان داده و زمانی که این واکنش رخ دهد، به رنگ سبز درخشانی تبدیل می‌شود. برای انجام واکنش، بشقاب را درون دستگاهی قرار می‌دهیم (شکل 2) و سپس می‌توانید تلفن هوشمند خود را بالای آن قرار دهید (شکل 3).

شکل 2

شکل 3

تلفن هوشمند، در واقع یک کامپیوتر و یک دوربین است که برای مقصود ما کافی است. تلفن هوشمند تصویربرداری می‌کند و زمانی که واکنش پایان یافت تصاویر گرفته شده را به یک پایگاه داده‌ آنلاین برای پردازش و تفسیر ارسال می‌کند. فرآیند کامل پردازش در حدود 60 دقیقه به طول می‌انجامد، اما زمانی که پردازش پایان یافت، این اتفاقی است که رخ می‌دهد (شکل 4).

شکل 4

این نمودار مایکرو آر‌ان‌ای‌های موجود در نمونه خون و نحوه واکنش آن‌ها در طول زمان را نشان می‌دهد. حال اگر ما الگوهای مایکرو آر‌ان‌ای این شخص را گرفته و آن را با مستندات علمی ‌که الگوهای مایکرو آر‌ان‌ای را با یک نوع بیماری خاص مرتبط می‌کنند، مقایسه کنیم، سرطان را تشخیص می‌دهیم. جنبه با اهمیت دیگر این رویکرد، جمع‌آوری و کاوش داده در ابرها است و در نتیجه ما قادریم داده‌ها را در لحظه گرفته و آن‌ها را تحلیل کنیم. تمامی ‌این پلتفرم، یک نمونه در حال کار است. از برترین روش‌های بیولوژی مولکولی، یک دستگاه ارزان قیمت چاپ شده با پرینترهای سه بعدی و علم داده استفاده می‌کند تا یکی از دشوارترین مشکلات انسان را برطرف سازد. از آن‌جا که ما به دسترسی همگانی تشخیص زودهنگام سرطان باور داریم، طراحی این دستگاه را متن باز ساخته‌ایم. بگذارید به وضوح بگویم که ما در ابتدای راه هستیم، ولی تا کنون، با موفقیت توانسته‌ایم الگوهای مایکرو آر‌ان‌ای سرطان پانکراس، ریه، سینه و کبد را تشخیص دهیم و در حال حاضر در حال آزمایش کلینیکی با همکاری مرکز تحقیقات سرطان آلمان، روی200 زن برای سرطان سینه هستیم. امروزه تشخیص سرطان با بروز علائم صورت می‌گیرد که معمولا در مرحله سوم یا چهارم سرطان است و من بر این باورم که این زمان بسیار دیر است. برای خانواده‌های ما گران است. 
برای بشریت بسیار گران است. ما نمی‌توانیم نبرد علیه سرطان را ببازیم. این موضوع نه تنها میلیاردها دلار هزینه دارد، بلکه هزینه ازدست دادن انسان‌هایی را دارد که دوستشان داریم. من می‌خواهم روزی را ببینم که سرطان به راحتی درمان می‌شود چرا که می‌تواند در مراحل نخست تشخیص داده شود و یقین دارم که در آینده بسیار نزدیک، نگاه ما به سرطان به شکلی بنیادین تغییر خواهد کرد. ما این امکان را خواهیم داشت که سرطان را زودتر تشخیص دهیم، بهتر درکش کنیم و راه درمان‌اش را بیابیم.