Det er første periode digital kunstklasse, og oppgaven er å lage Photoshop-monstre. Sophomore Jack Andraka vurderer å krysse en velociraptor med en brasiliansk vandrende edderkopp, mens en annen gutt grafter sommerfuglvinger på en neshorn. I mellomtiden foreleser læreren om det fornedrede geniet til doktor Moreau og Frankenstein, "en mann som skapte noe han ikke tok ansvar for."
Fra denne historien
[×] STENGT
Hva var motivasjonen bak vinneren av American Ingenuity Award 2012, medisinske gjennombrudd som vil redde tusenvis av liv?
Video: Jack Andrakas gjennombrutt kreft i bukspyttkjertelen
[×] STENGT
Andrakas biokjemiske test som kan oppdage et protein i blod knyttet til kreft i bukspyttkjertelen. (Jane Andraka) 
Bare andre gang på videregående, kan Jack Andraka ha funnet opp en ny test for en dødelig kreftform. (Ethan Hill) 
Andraka skrek da han vant Intel Science-prisen på 75 000 dollar for sin biokjemiske test som kan oppdage et protein i blod knyttet til kreft i bukspyttkjertelen. "Alle har potensial til å være vitenskapsmann, " sier han. (Intel International Science and Engineering Fair) 
Fotogalleri
"Du trenger ikke å gjøre dette, Jack!" Roper noen bakerst.
Sølvglint av en holder: Andraka gliser. Siden han vant storprisen på 75 000 dollar på vårens Intel International Science and Engineering Fair, en av de få nyutdannede som noen gang har gjort det, har han blitt en kjendis i North County High School for å konkurrere med enhver fotballstjerne eller hjemkomstdronning. En serie vitser følger om Andraka sin gale vitenskapsmann i skolens imaginære "fangehull" -laboratorium. I virkeligheten skapte Andraka sitt potensielt revolusjonerende verktøy for deteksjon av kreft i bukspyttkjertelen ved det nærliggende Johns Hopkins University, selv om han av og til titter i et lite kjellerlaboratorium ved familiens hus i løvrike Crownsville, Maryland, der en hjemmelaget partikkelakselerator troner fotballbordet.
Denne 15 år gamle “Edison of our times”, som Andrakas Hopkins-mentor har kalt ham, bærer røde Nikes nøye koordinert med sin Intel T-skjorte. Hans lurvete hårklipp er et sted mellom Beatles og Bieber. En dag på skolen siterer han artikler fra ledende vitenskapelige publikasjoner, inkludert Science, Nature og Journal of Clinical Neurology . Og det er bare i engelsk klasse. I kjemi forteller han læreren at han vil utgjøre en savnet lab hjemme, der han selvfølgelig har rikelig med salpetersyre å jobbe med. I kalkulus blir han ikke med de andre studentene som klynger seg rundt en tavle-ligning som sultne unge løver ved et drap. "Det er så trivielt, " sier han og hopper ned ved et skrivebord for å hente tildelte kapitler fra Brave New World i stedet. Ingen stopper ham, kanskje fordi han i fjor, da biologilæreren hans konfiskerte det hemmelige lesestoffet på karbon nanorør, var han midt i epifaniet som forskere mener har potensial til å redde liv.
Etter skoletid ankommer mammaen til Jane, Jane, som er anestesilege på sykehus, i den mishandlede røde Ford Escort stasjonsvognen med en sparer tilførsel av sjokolademelk. Hun får snart vite at Jacks storebror, Luke - en senior og en tidligere finalist på den samme elite vitenskapsmessen - har fått ordre om å ta med seg sin håndlagde lysbueovn hjem. Han bygde det i et skolelaboratorium, men lærere ble nervøse da han nevnte at enheten kunne generere temperaturer på flere tusen grader Fahrenheit, og smeltet en stålskrue for å bevise det. Kontraksjonen vil finne en plass i Andraka-kjelleren.
"Jeg sier bare 'Ikke brenn ned huset eller drep deg selv eller broren din, '" forklarer guttenes mor muntert. “Jeg kjenner ikke nok fysikk og matematikk til å vite om det er en dødsstråle eller ikke. Jeg sier bruk sunn fornuft, men jeg vet ikke hva de jobber med der nede. ”
***
Kreft i bukspyttkjertelen er en av de mest dødelige kreftformene, med en fem års overlevelsesrate på 6 prosent. Cirka 40 000 mennesker dør av det hvert år. Diagnosen kan være ødeleggende fordi den ofte leveres sent, etter at kreften har spredd seg. I motsetning til brystet eller tykktarmen, er bukspyttkjertelen plassert dypt i kroppshulen og vanskelig å avbilde, og det er ikke noe tegn på tidlig symptom eller klump. "Når du tar dette med til lege, er det for sent, " sier Anirban Maitra, en Johns Hopkins-patolog og kreftforsker i bukspyttkjertelen som er Andraks mentor. "Legemidlene vi har er ikke bra for denne sykdommen."
Men når kreften tar tak, gir kroppen et umiskjennelig nødsignal: en overflod av et protein som kalles mesothelin. Problemet er at forskere ennå ikke har utviklet en usikker måte å lete etter dette røde flagget i løpet av en standard fysisk. "Det første innreisepunktet må være en billig blodprøve gjort med en enkel stikk, " sier Maitra.
Det er nøyaktig hva Andraka kan ha oppfunnet: En liten peilestiftsonde som bruker bare en sjettedel av en dråpe blod ser ut til å være mye mer nøyaktig enn eksisterende tilnærminger og tar fem minutter å fullføre. Det er fremdeles foreløpig, men legemiddelfirmaer er interessert, og ordet sprer seg. "Jeg har fått disse Facebook-meldingene til å spørre:" Kan jeg få testen? ", Sier Andraka. "Jeg er hjertebrodd for å si nei."
***
Den skjebnesvangre dagen i førsteårs biologi-klasse i fjor, hadde Andraka mye på hodet. En nær venn av familien hans hadde nylig dødd av kreft i bukspyttkjertelen, og Andraka hadde lest om sykdommen. Samtidig hadde han og faren hans, Steve, sivilingeniør, brukt karbon nanorør for å sile forbindelser i vann fra Chesapeake Bay. Andraka hadde ærlig talt blitt litt besatt av nanorørene, som ser ut med det blotte øye som små hauger med svart støv, men er virkelig bittesmå sylindere med omtrent 1/50 000 diameter på et menneskehår som kan danne mikroskopiske nettverk. "De har disse fantastiske egenskapene, " forklarer Andraka. “De er sterkere enn stål. De leder strøm bedre enn kobber. ”
Vitenskapspapiret han leste skjult ved skrivebordet sitt handlet om applikasjoner for nanorør. Med et halvt øre lyttet Andraka til foredraget sitt om biologilærer om antistoffer, som binder seg til bestemte proteiner i blodet. Plutselig kolliderte de to ideene i hodet hans. Hva om han kunne snøre et nanorørnettverk med mesothelin-spesifikke antistoffer og så introdusere en dråpe blod fra en kreft i bukspyttkjertelen? Antistoffene ville binde seg til mesothelin og forstørre. Disse forsterkede molekylene ville spre nanorørene lenger fra hverandre og endre de elektriske egenskapene til nettverket: Jo mer mesothelin til stede, jo flere antistoffer vil binde seg og bli store, og jo svakere det elektriske signalet vil bli. Andre forskere hadde nylig designet lignende tester for bryst- og prostatakreft, men ingen hadde adressert kreft i bukspyttkjertelen. "Det kalles å koble prikkene, " sier Maitra.
Andraka skrev opp en eksperimentell protokoll og sendte den til 200 forskere. Bare Maitra svarte. "Det var en veldig uvanlig e-post, " husker han. "Jeg får ofte ikke e-postmeldinger som dette fra postdoktorer, enn si nyskole på videregående skole." Han bestemte seg for å invitere Andraka til laboratoriet sitt. For å føre tilsyn med prosjektet utnevnte han en mild postdoktor, som tok barnevaktoppgaven i skritt. De forventet å se Andraka i kanskje noen uker i løpet av sommeren.
I stedet jobbet den unge forskeren i syv måneder, hver dag etter skoletid, og ofte på lørdager til etter midnatt, mens han bodde på hardkokte egg og Twix mens moren la seg i bilen i et parkeringshus i nærheten. Han arbeidet gjennom høsttakkefest og jul. Han tilbrakte sin 15-årsdag på laboratoriet.
Han hadde ikke mye ferdig med nyårsbiologien, men hadde mye å lære. Han kalte tang “pinsett.” Han hadde en stygg innkjøring med sentrifugemaskinen, der en måneds verdi av cellekulturprøver eksploderte, og Andraka brast i gråt.
Men noen ganger ga hans mangel på trening elegante løsninger. For teststrimlene bestemte han seg for å bruke enkelt filterpapir, som er absorberende nok til å suge opp den nødvendige løsningen av karbon-nanorør og mesothelin-antistoffer, og billig. For å måle den elektriske endringen i en prøve, kjøpte han en $ 50 ohmmeter på Home Depot. Han og faren bygde Plexiglas testapparatet som ble brukt til å holde stripene mens han leser strømmen. Han sveipte et par av mammas sy nåler for å bruke som elektroder.
Rundt klokka 02:30 en desember søndag, ble Jane Andraka rystet fra sin parkeringsplass stupor av en ekstatisk Jack. "Han åpner døra, " husker hun, "og du vet hvordan barnet ditt har dette kjempesmilet, og det skinner i øyet når noe gikk riktig?" Testen hadde oppdaget mesothelin i kunstige prøver. Noen uker senere identifiserte den mesothelin i blodet til mus som hadde menneskelige svulster i bukspyttkjertelen.
***
Andrakas appetitt på vitenskap og suksess kjenner ingen grenser: Hans euforiske reaksjon på Intel-seieren ble raskt viral på YouTube. I månedene siden den seieren har virkeligheten sunket inn litt da han snakket med advokater og lisensieringsselskaper. "Jeg er nettopp ferdig med patentet, " sier han, "og jeg kommer til å starte en LLC snart." Men Maitra - som mener at peilepinnen til slutt bør modifiseres for å identifisere andre flagghevende kreftproteiner sammen med mesothelin - har laget klart at Andraka har mye mer testing å gjøre før de publiserer en fagfellevurdert artikkel om arbeidet, neste trinn. Selv om alt går bra, vil antagelig ikke produktet bli markedsført på et tiår eller så, noe som for en tenåring praktisk talt er evighet.
Og selvfølgelig må han begynne å jobbe med neste års science fair-prosjekt. Han har ingen mangel på ideer.
"Han er foran sin tid på mange måter, " sier Maitra. Å ta en idé og se hvordan jeg kan ekstrapolere noe enda mer ekspansivt, det er forskjellen mellom å være stor og å være et geni. Og hvem kommer med ideer som dette klokka 14? Det er sprøtt. ”Andraka er ung nok til å snakke med perfekt alvor om“ når jeg blir voksen. ”
Likevel er han etterspurt, og holder TED-foredrag og snakker på internasjonale ideefestivaler. IPhonen hans inneholder øyeblikksbilder av dignitærer alt fra Bill Clinton til Will.i.am. I september gikk Andraka på ungdomsskolen så sjelden at noen få lærere trodde han hadde droppet. "Men jeg vil ikke slutte på videregående, " sier han. "Videregående skole er morsom - noen ganger." Noen ganger ønsker han at han hadde mer tid til det, og unger ting generelt. Han liker å se “Glee” og å konkurrere med Luke i det nasjonale rafting-teamet for junior.
Så er det alt det leksene du kan få tak i. Hans engelskklasse er opptatt med å diskutere Brave New World, om en teknologisk dystopi der oppfinneren Henry Ford blir tilbedt som en gud. "Din treff, " forklarer læreren, er den ærefulle standarden.
“Din jevnhet, ” hvisker en klassekamerat.
