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How cell phones and video gaming can help cancer patients | Dr. David Odde | TEDxMinneapolis


[Applausi]
è bello essere qui a Minneapolis
città natale
[Applausi]
film viviamo in un fantastico digitale
tecnologia mobile e online
la vendita al dettaglio sta cambiando il modo in cui viviamo e
lavoro stiamo vedendo l’emergere di
intelligenza artificiale e con essa il
potenziale per auto a guida autonoma, ma la maggior parte
importante che possiamo fare questo video sui gatti
il mio gatto sale è carino e ho sparato
questo film usando il mio telefono molto orgoglioso di
che i film sono potenti perché loro
catturare il movimento e possono raccontare una storia
tutto ciò che potrei fermare lì e sarebbe
il miglior TED talk mai grazie
Non volevo parlarti di stasera
è una storia su come ci mancano a
grande opportunità per usare i film
diagnosticare e curare il cancro e ricordo
crescere a Minneapolis e avere il
opportunità attraverso una scuola estiva
programma per vedere attraverso un microscopio
microrganismo che nuota nell’acqua dello stagno
che avevo raccolto sono rimasto affascinato
dal movimento biologico e indovinare quello che
lo studio ancora oggi nel mio laboratorio di
l’ Università del Minnesota studiamo
cancro e negli ultimi anni sono venuti a
concentrarsi sul tumore cerebrale aggressivo
noto come glioblastoma glioblastoma è un
la sopravvivenza mediana della malattia è devastante
circa 15 mesi nonostante l’intervento
radiazioni chemioterapiche e più recentemente
tumore che tratta i campi elettrici Ted
Kennedy Beau Biden Eleanor Mondale tutto
soccombuto a tumori cerebrali e proprio questo
l’ estate scorsa il senatore John McCain era
diagnosticato con glioblastoma così potresti
pensa come l’ho fatto dal momento che il cancro è
guidato dalla crescita dinamica e
movimento delle cellule tumorali all’interno del corpo
e dal momento che abbiamo un digitale così straordinario
tecnologia di imaging che sarebbe cliniche
filmando regolarmente le cellule dei pazienti affetti da cancro
sorprendentemente non lo facciamo invece clinicamente
la diagnosi si basa su una combinazione di risonanza magnetica
e la patologia del laboratorio ora la risonanza magnetica è incredibilmente
potente nel fornire dettagli spaziali e
guidando la rimozione chirurgica dei tumori questo
l’individuo è stato diagnosticato con
il glioblastoma è stato sottoposto a chirurgia chemio
radiazione e entrato in una fase due
prova clinica che non ha funzionato e
entro sei mesi erano scomparsi da
la malattia in genere per tali pazienti
vengono raccolte solo una o poche scansioni
perché lì le scansioni sono abbastanza
costosi in genere costano migliaia di
dollari per scansione confronta quello a $ 800
smartphone che può catturare migliaia di
film ciascuno con migliaia di frame
e inoltre può essere utilizzato per inviare messaggi di testo
navigazione sul Web guardando film di gioco e
anche telefonando
le persone fanno ancora quella risonanza magnetica in aggiunta a
essere costosi e catturare immagini
non i film non catturano il cellulare
informazioni cellulari a livello di informazione
è ottenuto dalla cosiddetta istopatologia
dove il tessuto tumorale è fissato chimicamente
e macchiato e visto attraverso a
microscopio da un altamente qualificato
patologo comunque il metodo che è
usato oggi è essenzialmente lo stesso
metodo che esisteva quasi un centinaio
anni fa, significa che il senatore McCain
il tumore è stato diagnosticato usando lo stesso
tecnologia che esisteva quando è nato
nel 1936 cominciai così a chiedermi potrebbe vivere
vendere film essere l’arma che siamo stati
manca nella nostra lotta contro il cancro
potrebbero consentire miglioramenti drammatici
nella nostra capacità di comprendere il
aggressività di un singolo tumore
tumore dei pazienti e ci consente di migliorare
identificare le terapie chemioterapiche che lo faranno
possiamo lavorare per quel paziente, infatti
fare questi film stile di vita questo è quello che
l’invasione delle cellule di cancro al cervello sembra
questi sono proliferanti di glioblastoma
cellule che migrano in piccoli micro
canali che abbiamo fabbricato per imitare
i confini stretti del cervello che
cellule devono spremere attraverso al fine
invadere e l’abbiamo immaginato usando a
chip della fotocamera che è essenzialmente lo stesso
come quello nel mio telefono osservando direttamente
queste dinamiche ci permettono di vedere il cancro
cellule e quindi output biomeccanici
in modo che possiamo indirizzare le nostre terapie
direttamente verso quelli che possiamo persino vedere
le tracce che le cellule tumorali utilizzati per
invadere queste cellule tumorali verdi sono
rintracciamento lungo i vasi sanguigni rossi come loro
invadere il cervello e queste dinamiche
non sono unici per la cellula del cancro al cervello
la migrazione è importante per l’invasione
e metastasi di una vasta gamma di
cancri quando guardiamo alle cellule tumorali
migrazione attraverso il microscopio che vediamo
loro estendendosi dinamicamente e
ritrarre queste protuberanze
protrusioni simili a tentacoli formate da
auto-assemblaggio di proteine ​​in filamenti e
quell’autoassemblaggio spinge la membrana
avanti ma allo stesso tempo elec
I motori tirano indietro i filamenti
dalla membrana e verso la cellula
corpo quelle forze motorie possono essere
trasmesso all’ambiente attraverso a
insieme di legami proteici a cui mi riferirò
come proteine ​​appiccicose insieme
i motori molecolari agiscono come piccoli muscoli e
le proteine ​​appiccicose come piccole scarpe che
consentire alle cellule di ottenere trazione nel loro
ambiente per attraversarlo e noi siamo
ora cercando di determinare quale appiccicoso
le proteine ​​sono nel cancro al cervello così che noi
può controllarli lavorando con il mio
Università del Minnesota collega il
tardi John O fest che ha sviluppato un topo
modello per glioblastoma abbiamo scoperto che il
livello di proteina appiccicosa influenzato mouse
la sopravvivenza che abbiamo trovato era che i topi a
bassi o alti livelli di appiccicoso
la proteina vive più a lungo dei topi a metà
livelli di tipo appiccicoso di proteine della valle
di sopravvivenza quando abbiamo visto quanto velocemente
le cellule proliferano non ne abbiamo viste
dipendenza da proteine appiccicoso era
indipendentemente da ciò, abbiamo guardato la cella
migrazione e questo è quello che ti abbiamo visto
può vedere la massa del tumore in basso a sinistra
e le cellule tumorali individuali che migrano
lontano dal tumore nell’ambiente circostante
tessuto cerebrale quando abbiamo quantificato il tasso
a cui si stanno muovendo
abbiamo trovato una correlazione inversa più veloce
migrazione dove c’era scarsa sopravvivenza
puoi vedere che c’è un picco in
migrazione che coincide con una valle
di sopravvivenza come indicato dal rosso
freccia poi abbiamo guardato i dati umani ciascuno
il punto su questo grafico rappresenta un singolo
malato di cancro e sono tracciati
il grafico dal livello di viscosità loro
avuto e per quanto tempo sono sopravvissuti dopo
diagnosi e puoi vedere come variabile
la viscosità è tra i pazienti alcuni
sono bassi alcuni sono medi alcuni sono alti quindi
viscosità buona o cattiva, se iniziamo
al basso livello di vischiosità sul
a sinistra e seguire la curva nera di sopravvivenza
peggiora quando aumenta la viscosità ma
allora fondo cui e aumenta nuovamente
sta meglio, vuol dire che lo siamo
la sopravvivenza è al livello medio di
viscosità come il topo di noi
guardato un altro set di dati umani
più grande di questo stesso risultato centrale
viscosità peggio sopravvivenza così insieme
i dati del mouse e i dati umani raccontati
noi che la peggiore sopravvivenza è al
livello medio di viscosità e nel mouse
è qui che la migrazione delle celle è stata la più veloce
in effetti questo è ciò che la nostra teoria ha avuto
previsto costruito abbiamo costruito una cella
simulatore di migrazione usando un semplice
regole biofisiche e abbiamo costruito da
prima opera fondamentale di Doug Laughlin
Berger ora al MIT e ai suoi studenti e
questo è come appare qui il modello
puoi vedere le protrusioni individuali
estendersi e ritrarsi secondo Newton
leggi del moto e l’ individuo appiccicoso
le proteine ​​del legame si impegnano e si rompono sotto
caricare come determinato dal numero casuale
generatore sul computer e con questo
potremmo prevedere come migrano le cellule veloci
in funzione del livello di viscosità attivato
la sinistra a celle di viscosità basse invia
fuori sporgenze ma non si attaccano
molto bene scivolano come se fossero sul ghiaccio
in una ragazzina d’ inverno difficile a Minneapolis
è successo a me sulla destra che puoi
vedere le sporgenze uscire è come se
sono bloccati e non possono lasciarli andare in nessuno
direzione è come se fossero impantanati
nel fango in tutte le direzioni troppo brutto per il fango
ragazzo ma nel mezzo di queste sporgenze
sono solo in grado di ottenere abbastanza grip ma non così
tanto che non possono anche lasciar andare quale
consente loro di muoversi velocemente
un po ‘come Fitness Man qui così abbiamo
ottenuto tre casi bassi medi e alti ma
solo nel caso centrale è veloce e
questo è esattamente ciò che abbiamo visto con
i dati del mouse per muoversi velocemente è necessario avere
entrambi i muscoli per alimentare te e il
Giusto Calzature per abbinare la pista che
tu sei così che cosa significa tutto ciò
malati di cancro nostra solida migrazione
il simulatore prevederebbe per il clinico
prova di un blocco proteico appiccicoso
droga che i pazienti nel livello medio
farebbe davvero bene con questo farmaco
la ragione è che sono al loro apice
prestazioni ottimale viscosità e se noi
bloccalo, li mettiamo fuori gioco
e cominciano a scivolare come se non ci sono
bello quindi va bene ma se prendiamo il
pazienti con scarsa viscosità a
iniziare con
e trattarli erano già
scivolando sul ghiaccio quindi probabilmente nessun effetto
ma pensa al terzo caso il
pazienti ad alto livello di viscosità se noi
non bloccarli completamente e guidare
potevano attraversare quel picco
finire nel mezzo e peggiorare
ora se prendi tutti e tre questi casi
insieme nessun effetto è peggiorato
in media non hanno alcun effetto nel complesso
Di recente è stata una fase tre clinica
la prova fu completata per una viscosità
farmaco di blocco proteico per glioblastoma
i pazienti ora sono in fase di sperimentazione clinica
è la prova più costosa che puoi fare
si basa su anni di ricerca e
in genere costa complessivamente sull’ordine
di 1 miliardo di dollari
riferimento uguale a tutto il budget
è stato assegnato al cancro
luna di miele che processo ha fallito e purtroppo noi
avrebbe previsto che avrebbe avuto
fallito e la ragione è il processo ha fatto
non discriminare tra basso medio e
alti livelli di viscosità invece loro
trattati tutti i pazienti dello stesso noi
avrebbe raccomandato di trattare il
gruppo medio significa che i pazienti devono
essere classificati e trattamenti
personalizzato in base alle previsioni di
il simulatore negli ultimi anni simulatori
sono diventati aeroplani comuni
Impianti chimici chip dei computer che stanno
tutto ampiamente simulato in base a
note regole chimiche fisiche prima del
il rischio è preso e gli investimenti fatti
inviare un piano di prova in realtà
costruire l’impianto chimico in realtà
fabbricare anche i chip del computer
i golfisti hanno i simulatori e quelli di questo tipo
la presa mi sembra un po ‘stanca ma
questa è la bellezza del simulatore che può
può giocare con la sua presa
stupefatto riesce a capire quali squadre lavorano
per lui non è quello che sta succedendo
scoperta del cancro e della droga invece a
approccio di prova ed errore è stato utilizzato
invece di simulare e il risultato ha
stato basso successo nella clinica circa 25
percentuale di successo percentuale nella fase due
prove cliniche
tasso di successo del cinque per cento nel cervello
prove sul cancro e quindi in modo corrispondente
alti costi dei farmaci per pagare il costo di
fallimento in ognuno di quelli
fallimenti quindi non ne abbiamo lasciati uno ma due
le principali armi contro il cancro sedute
il tavolo una dinamica di cella dal vivo
cancro da tessuto di pazienti affetti da cancro e
due modelli computazionali matematici
come il simulatore di migrazione cellulare
informato da questi film con cui
prevedere la prognosi individuale del paziente e
potenziali strategie terapeutiche
la buona notizia è la tecnologia per farlo
esiste in questo momento ho menzionato il mio telefono
e il chip della fotocamera il mio gruppo di laboratorio
archivia ed elabora regolarmente terabyte
di dati del film in diretta ad alta intensità
illuminatori come LED e laser a
relativamente economico grazie al consumatore
richiesta di schermi video e grafici
anche per le telecomunicazioni e li usiamo per fare
film di fluorescenza di alta qualità e
per quanto riguarda le simulazioni di cui hanno bisogno
calcolo ad alte prestazioni di nuovo qui
il mercato dei consumatori viene in soccorso
grazie ai videogiochi Grazie giocatori
sì
erano unità di elaborazione grafica o GPU
costruito per i giocatori in modo da ottenere ad alta velocità
grafica da elaborazione altamente parallela
Beh, indovina cosa sia questa tecnologia adesso
guidare auto senza conducente e
le auto a guida automatica si affidano alle due cose
Ho menzionato per i film sul cancro più
modelli per prevedere e controllare l’auto
comportamento e dinamica complessa
ambienti questo è esattamente il
approccio che non sta accadendo nel cancro
e scoperta e sviluppo di farmaci
senza nemmeno rendercene conto facendo nostro
video di gatti guardando film online da
giocare ai videogiochi che hai aiutato a impostare
il palcoscenico per una nuova era di cancro quando
guidato da film live cell e
modellizzazione matematica computazionale così
qui a Minneapolis
presso l’Università del Minnesota siamo
farlo con i finanziamenti del NIH
National Cancer Institute for new
scienze fisiche in oncologia Centro noi
stanno raccogliendo dati di celle live e usando
per informare i nostri modelli biofisici
lavorare con i chirurghi e gli oncologi noi
stanno attualmente arruolando pazienti presso
Ospedale dell’Università del Minnesota a
raccogliere il loro tessuto tumorale e usarlo
per il nostro per la nostra ricerca ma la cosa
lo facciamo è diverso che non lo è
standard nella clinica dove il primo
il passo è o uccidere o scartare quello
tessuto tumorale cerchiamo di tenerlo vivo come
meglio che possiamo così qui siamo più simili a
chirurgo di trapianto di organi ma invece di
trapiantando a un paziente ricevente noi
trapiantare il tessuto dal funzionamento
stanza al nostro microscopio dove raccogliamo
film in diretta per la notte
ambienti biologicamente realistici in
molti casi mentre il paziente è ancora dentro
recupero dalla chirurgia vediamo il tumore
il tessuto come un’entità vivente preziosa
quello potenzialmente contiene prezioso
informazioni dinamiche al suo interno finalmente noi
usa i dati della cella live per informare il nostro
simulatori per prevedere i risultati dei pazienti
e nel processo miriamo a trasformare
oncologia guidata da un’ingegneria
approccio che sfrutta pienamente il
crescita esponenziale di digital imaging
modellazione basata su informatica e fisica
fermare il cancro nelle sue tracce
grazie
[Applausi]
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