Cancer affects all of us --
especially the ones that come back over and over again,
the highly invasive and drug-resistant ones,
the ones that defy medical treatment,
even when we throw our best drugs at them.
Engineering at the molecular level,
working at the smallest of scales,
can provide exciting new ways
to fight the most aggressive forms of cancer.
Cancer is a very clever disease.
There are some forms of cancer,
which, fortunately, we've learned how to address relatively well
with known and established drugs and surgery.
But there are some forms of cancer
that don't respond to these approaches,
and the tumor survives or comes back,
even after an onslaught of drugs.
We can think of these very aggressive forms of cancer
as kind of supervillains in a comic book.
They're clever, they're adaptable,
and they're very good at staying alive.
And, like most supervillains these days,
their superpowers come from a genetic mutation.
The genes that are modified inside these tumor cells
can enable and encode for new and unimagined modes of survival,
allowing the cancer cell to live through
even our best chemotherapy treatments.
One example is a trick in which a gene allows a cell,
even as the drug approaches the cell,
to push the drug out,
before the drug can have any effect.
Imagine -- the cell effectively spits out the drug.
This is just one example of the many genetic tricks
in the bag of our supervillain, cancer.
All due to mutant genes.
So, we have a supervillain with incredible superpowers.
And we need a new and powerful mode of attack.
Actually, we can turn off a gene.
The key is a set of molecules known as siRNA.
siRNA are short sequences of genetic code
that guide a cell to block a certain gene.
Each siRNA molecule can turn off a specific gene
inside the cell.
For many years since its discovery,
scientists have been very excited
about how we can apply these gene blockers in medicine.
But, there is a problem.
siRNA works well inside the cell.
But if it gets exposed to the enzymes
that reside in our bloodstream or our tissues,
it degrades within seconds.
It has to be packaged, protected through its journey through the body
on its way to the final target inside the cancer cell.
So, here's our strategy.
First, we'll dose the cancer cell with siRNA, the gene blocker,
and silence those survival genes,
and then we'll whop it with a chemo drug.
But how do we carry that out?
Using molecular engineering,
we can actually design a superweapon
that can travel through the bloodstream.
It has to be tiny enough to get through the bloodstream,
it's got to be small enough to penetrate the tumor tissue,
and it's got to be tiny enough to be taken up inside the cancer cell.
To do this job well,
it has to be about one one-hundredth the size of a human hair.
Let's take a closer look at how we can build this nanoparticle.
First, let's start with the nanoparticle core.
It's a tiny capsule that contains the chemotherapy drug.
This is the poison that will actually end the tumor cell's life.
Around this core, we'll wrap a very thin,
nanometers-thin blanket of siRNA.
This is our gene blocker.
Because siRNA is strongly negatively charged,
we can protect it
with a nice, protective layer of positively charged polymer.
The two oppositely charged molecules stick together
through charge attraction,
and that provides us with a protective layer
that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.
We're almost done.
(Laughter)
But there is one more big obstacle we have to think about.
In fact, it may be the biggest obstacle of all.
How do we deploy this superweapon?
I mean, every good weapon needs to be targeted,
we have to target this superweapon to the supervillain cells
that reside in the tumor.
But our bodies have a natural immune-defense system:
cells that reside in the bloodstream
and pick out things that don't belong,
so that it can destroy or eliminate them.
And guess what? Our nanoparticle is considered a foreign object.
We have to sneak our nanoparticle past the tumor defense system.
We have to get it past this mechanism of getting rid of the foreign object
by disguising it.
So we add one more negatively charged layer
around this nanoparticle,
which serves two purposes.
First, this outer layer is one of the naturally charged,
highly hydrated polysaccharides that resides in our body.
It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle
that gives us an invisibility cloaking effect.
This invisibility cloak allows the nanoparticle
to travel through the bloodstream
long and far enough to reach the tumor,
without getting eliminated by the body.
Second, this layer contains molecules
which bind specifically to our tumor cell.
Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,
and now we have our nanoparticle inside the cancer cell
and ready to deploy.
Alright! I feel the same way. Let's go!
(Applause)
The siRNA is deployed first.
It acts for hours,
giving enough time to silence and block those survival genes.
We have now disabled those genetic superpowers.
What remains is a cancer cell with no special defenses.
Then, the chemotherapy drug comes out of the core
and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.
With sufficient gene blockers,
we can address many different kinds of mutations,
allowing the chance to sweep out tumors,
without leaving behind any bad guys.
So, how does our strategy work?
We've tested these nanostructure particles in animals
using a highly aggressive form of triple-negative breast cancer.
This triple-negative breast cancer exhibits the gene
that spits out cancer drug as soon as it is delivered.
Usually, doxorubicin -- let's call it "dox" -- is the cancer drug
that is the first line of treatment for breast cancer.
So, we first treated our animals with a dox core, dox only.
The tumor slowed their rate of growth,
but they still grew rapidly,
doubling in size over a period of two weeks.
Then, we tried our combination superweapon.
A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,
plus, we have the dox in the core.
And look -- we found that not only did the tumors stop growing,
they actually decreased in size
and were eliminated in some cases.
The tumors were actually regressing.
(Applause)
What's great about this approach is that it can be personalized.
We can add many different layers of siRNA
to address different mutations and tumor defense mechanisms.
And we can put different drugs into the nanoparticle core.
As doctors learn how to test patients
and understand certain tumor genetic types,
they can help us determine which patients can benefit from this strategy
and which gene blockers we can use.
Ovarian cancer strikes a special chord with me.
It is a very aggressive cancer,
in part because it's discovered at very late stages,
when it's highly advanced
and there are a number of genetic mutations.
After the first round of chemotherapy,
this cancer comes back for 75 percent of patients.
And it usually comes back in a drug-resistant form.
High-grade ovarian cancer
is one of the biggest supervillains out there.
And we're now directing our superweapon
toward its defeat.
As a researcher,
I usually don't get to work with patients.
But I recently met a mother
who is an ovarian cancer survivor, Mimi, and her daughter, Paige.
I was deeply inspired by the optimism and strength
that both mother and daughter displayed
and by their story of courage and support.
At this event, we spoke about the different technologies
directed at cancer.
And Mimi was in tears
as she explained how learning about these efforts
gives her hope for future generations,
including her own daughter.
This really touched me.
It's not just about building really elegant science.
It's about changing people's lives.
It's about understanding the power of engineering
on the scale of molecules.
I know that as students like Paige move forward in their careers,
they'll open new possibilities
in addressing some of the big health problems in the world --
including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --
just as chemical engineering has found a way to open doors for me,
and has provided a way of engineering
on the tiniest scale, that of molecules,
to heal on the human scale.
Thank you.
(Applause)
يؤثر مرض السرطان علينا جميعاً --
خاصةً أنواع السرطان التي تُداهمنا مرةً أخرى مراراً وتكراراً،
الأنواع التي تهاجمنا بقوة وتقاوم الأدوية والعقاقير،
الأنواع التي ترفض العلاج الطبي،
حتى عندما نستخدم أفضل الأدوية لعلاجها.
فالهندسة عند المستوى الجزيئي،
تعمل في تدرجات ومقاييس صغيرة جداً،
يُمكنها أن توفر وسائل جديدة مثيرة
لمكافحة الأنواع السرطانية الأكثر عدوانية.
السرطان هو مرض ذكي جداً.
هناك بعض أنواع السرطان
التي تعلّمنا -لحسن الحظ- التعامل معها ومعالجتها بشكل جيد نسبياً
باستخدام العقاقير والجراحة المعروفة والناشئة.
ولكن هناك بعض أنواع السرطان
التي لا تستجيب لهذه الوسائل،
وبيقى الورم الخبيث على قيد الحياة أو يعود مرة أخرى،
حتى بعد ابتلاع الأدوية.
يمكننا التفكير في أن هذه الأنواع السرطانية العدوانية
هي كنوع من الأشرار ذوي القوة الخارقة في كتاب فكاهي.
إنهم أذكياء بارعون وسريعو التكيف،
ويستطيعون البقاء أحياء بشكل جيد.
وكمعظم الأشرار هذه الأيام،
تأتي قوتهم الخارقة من الطفرة الجينية.
الجينيات التي تغيرت وتحولت داخل هذه الخلايا السرطانية
تستطيع أن تتحول إلى أشكال خيالية جديدة من البقاء،
وتسمح للخلايا السرطانية لتعيش خلال
حتى بعد أفضل علاجاتنا الكيميائية.
أحدُ الأمثلة هو الخدعة حيث يسمح الجين للخلية،
حتى عندما تقترب الأدوية من الخلية،
لدفع الدواء للخارج،
قبل أن يكون لدى الدواء أي تأثير.
تخيلوا -- تلفظ الخلية الدواء إلى الخارج بفعالية.
هذا هو مثال واحد من العديد من الخدع الجينية
في محصلّة القوة الخارقة للسرطان.
وكل هذا بسبب الطفرة الجينية.
ولهذا، لدينا شرير بقوى خارقة لا يُمكن تخيلها.
ونحنُ بحاجة إلى نمط هجومي جديد.
نستطيع فعلاً منع وايقاف الجين.
الشيء الجوهري هو فئة الجزئيات المعروفة كسيرنا.
سيرنا أو الرنا القصير هي متواليات قصيرة من الشفرة الوراثية
التي توجه الخلية لإيقاف ومنع جين معين.
يستطيع كل جزيء من الرنا القصير إيقاف جين معين
داخل الخلية.
منذ اكتشافها ولعدة سنوات،
كان العلماء متحسمين جداً
حول كيف يُمكننا تطبيق موانع الجينات هذه في الطب.
إلاّ أن هناك عائق.
تعمل سيرنا داخل الخلية جيداً.
لكن لو حصل وتعرضت للأنزيمات
التي توجد في مجرى الدم لدينا أو في أنسجتنا،
فإنها تتلوث في ثواني معدودة.
يجب أن تكون مغطاة ومحمية خلال رحلتها في الجسم
وهي في طريقها إلى الهدف الأخير داخل الخلية السرطانية.
لذلك، هذه هي خطتنا.
سنعالج أولاً الخليلة السرطانية بسيرنا- المانع الجيني-
وإسكات الجينات الناجية،
وثم نتغلب عليها بعقار العلاج الكيماوي.
لكن كيف لنا تنفيذ ذلك؟
إستخدام الهندسة الجزيئية،
يُمكننا فعلاً تصميم سلاح قوي
يمكنه السير خلال مجرى نظام الدورة الدموية.
يجب أن يكون دقيقاً بما فيه الكفاية ليدخل مجرى الدم،
يجب أن يكون صغيراً بما فيه الكفاية ليخترق أنسجة الورم.
ويجب أن يكون متناهي الصغر لأخذه داخل الخلية السرطانية.
للقيام بذلك جيداً.
يجب أن يكون 0.01% من حجم شعر الإنسان.
دعونا ننظر عن كثب كيف يمكننا بناء هذا الجسيم النانوي المتناهي الصغر
دعونا أولاً نبداً بجوهر ومحتوى الجسيم النانوي.
هي كبسولة متناهية الصغر والدقة تحتوي على عقار العلاج الكيماوي.
هذه هو العلاج السام الذي سيؤدي في الحقيقة إلى إنهاء حياة الخلية السرطانية.
وحول هذه النواة، سنغلف بطانة رقيقة للغاية،
تصل وحدتها إلى نانومتر من السيرنا.
هذا هو مانع وحاصر الجين.
بسبب أن السيرنا مشحونة بقوة سلبية.
ويمكننا حمايتها
بطبقة حامية لطيفة موجبة من المركب الجزيئي (بوليمر).
وتلتصق الشحنتين المعاكستين للجزئيئات معاً
خلال الجذب الشحني.
ويوفر لنا ذلك طبقة حامية
تمنع السيرنا من التحلل والتلوث في مجرى الدم.
نحن على وشك الانتهاء.
(ضحك)
لكن هناك عقبة واحدة إضافية كبيرة علينا التفكير حولها.
قد تكون فعلاً أكبر العقبات إطلاقاً.
كيف لنا نشر هذا السلاح القوي؟
وأعني أن كل سلاح جيد يكون ذو هدف،
علينا إستهداف وتخصيص هذا السلاح القوي للخلايا السرطانية الخارقة.
والتي تعيش في الورم.
لكن لدى أجسامنا النظام الدفاعي المناعي الطبيعي:
الخلايا الموجودة في مجرى الدم
وتختار الأشياء التي لا تنتمي لها،
وبذلك يمكنها أن تدمر أو تقضي وتتخلص منها.
أتتخيلون؟ يعتبر الجسيم الثانوي المتناهي الصغر جسم غريب.
علينا جعل الجسيم النانوي التسلل بعيداً عن النظام الدفاعي للورم.
علينا جعله أن يتجاوز آلية التخلص من الجسم الغريب
عن طريق اخفائه.
ولذلك، نضيف طبقة إضافية سلبية الشحن
حول الجسيم النانوي.
والذي يخدم هدفين.
الأول: هذه الطبقة الخارجية مشحونة بشكل طبيعي،
بالسكريات الرطبة للغاية الموجودة في أجسامنا.
وتُحدث سحابة من جزيئات الماء حول الجسيم النانوي متناهي الصغر
وتعطينا مفعول خفي غير مرئي.
ويسمح هذا القناع الخفي للجسيم النانوي المتناهي الصغر
للسير خلال مجرى الدم
مسافة طويلة وبعيدة بما فيه الكفاية ليصل الورم،
دون القضاء عليه من قبل الجسم.
الهدف الثاني: تحتوي هذه الطبقة جزئيات
التي تتحد على وجه الخصوص بالخلايا السرطانية.
وحالما تتحد، تأخذ الخلية السرطانية الجسيم النانوي المتناهي الصغر،
ولدينا الآن الجسيم النانوي داخل الخلية السرطانية
وعلى استعداد للإنتشار.
حسناً، أشعر نفس الشعور، دعونا نُكمل!
(تصفيق)
وتنتشر السيرنا أولاً.
وتعمل لساعات،
وتعطي وقتاً كافياً لإسكات ومنع تلك الجينات التي بقيت على قيد الحياة.
لدينا الآن هذه الجينات القوية التي تمّ تعطيلها وإصابتها بالعجز.
وبقيت الخلايا السرطانية دون نظام دفاعي خاص.
وبالتالي، يخرجُ عقار العلاج الكيماوي من النواة
ويدمر خلايا الأورام السرطانية بمهارة وفعالية.
بموانع الجينات الكافية المناسبة،
نستطيع معالجة أنواع مختلفة عديدة من الطفرات الجينية،
ومنح الفرصةلاكتساح وإزالة الأورام خارجاً،
دون ترك أي خلايا مصابة خبيثة وراءها.
لذلك، كيف تعمل خطتنا؟
قُمنا بإختبار هذه الجسيمات النانوية على الحيوانات
بإستخدام نوع شديد العدوانية من سرطان الثدي الثلاثي السلبي.
أظهر سرطان الثدي الثلاثي السلبي الجين
الذي يلفظ عقار السرطان خارجاً حالما يتمُ حقنه.
عقار السرطان دُوكسُوروبيسين عادةً - دعونا نسميه دوكس-
هو الخط الأول من العلاج لسرطان الثدي.
لذلك، قمنا أولاً بعلاج الحيوانات بمحتوى دوكس فقط لا غير.
تباطأ معدل نمو الأورام،
لكنها ما زالت تنمو بسرعة،
ضعف حجمها على مدى أسبوعين،
وبالتالي، حاولنا استخدام خليط سلاحنا القوي الخارق.
الجسيم النانوي مع سيرنا (الرنا القصير) ضد تدفق العلاج الكيماوي،
إضافة إلى أنه لدينا عقار دوكس في النواة.
وأنظروا -- وجدنا أنه ليس فقط توقفت الأورام عن النمو،
إنها في الحقيقة تقلصت في الحجم.
وقُضي عليها في بعض الحالات.
وتراجعت الأورام فعلياً.
(تصفيق)
الشيء الرائع حول هذا النهج هو أنه يمكنها أن تناسب الطبيعة البشرية.
يُمكننا إضافة عدة طبقات مختلفة من سيرنا
لعلاج الطفرات الجينية المختلفة وآليات الدفاع الخاصة بالأورام.
ويمكننا حقن عقاقير مختلفة في نواة الجسيم النانوي متناهي الصغر.
كما يتعلم الأطباء كيفية فحص المرضى
وفهم أنواع محددة من الأورام الوراثية،
يُمكنهم مساعدتنا في تحديد من هم المرضى الذين يُمكن لهم الإستفادة من هذه الخطة
وما هو مانع الجين الذي يمكننا استخدامه.
أصاب سرطان المبيض رغبة حبيسة وشعور خاص معي.
إنه سرطان شديد العدوانية،
في جزء لأنه أكتشف في مراحل متأخرة جداً،
عندما يكون متقدم جداً
وهناك عدد من الطفرات الجينية.
بعد الجولة الأولى من العلاج الكيماوي،
يعود هذا النوع من السرطان لـِ 75% من المرضى.
ويعودُ عادةً في شكل مقاوم للعقاقير.
سرطان المبيض في المراحل المتقدمة
هو واحد من أكبر الأشرار الموجودة هناك
ونحنُ الآن بصدد توجيه سلاحنا القوي الخارق
نحو هزيمته.
كباحثة،
لا أعملُ في العادة مع المرضى مباشرة.
لكنني التقيتُ مؤخراً بأم
والتي نجت من سرطان المبيض، ميمي وابنتها بيج.
تأثرتُ عميقاً بالقوة والتفاؤل
التي أظهرتها كل من الأم والإبنه
بعرضهما قصتهما الشجاعة والداعمة.
تحدثنا في هذه الفعالية عن التقنيات المختلفة
الموجهة إلى السرطان.
وكانت الدموع في عيني ميمي
كما وضحت كيفية معرفتها عن هذه الجهود
التي أعطتها الأمل وللأجيال القادمة،
بما فيهم ابنتها.
لقد تأثرتُ حقاً.
ليس فقط حول بناء علم رائع ومتألق.
إنه حول تغيير حياة الناس.
إنه حول فهم قوة الهندسة
على مستوى الجزئيات.
أعرفُ أن الطلاب مثل بيج إن ساروا قدماً نحو حياتهم المهنية.
سيفتحوا آفاقاً جديدة
في معالجة بعض المشاكل الصحية في العالم --
بما فيها سرطان المبيض والإضطرابات العصبية والأمراض المعدية --
فكما وجدت الهندسة الكيميائية طريقها لفتح الأبواب لي،
وقدّمت طريقة هندسية
على مستوى المقاييس المتناهية الصغر والدقة للجزئيات،
للشفاء على المستوى الإنساني.
شكراً لكم.
(تصفيق)
Rakovina ovlivňuje každého z nás --
zvláště ta, která se opakovaně vrací,
která je vysoce invazivní a odolná vůči lékům,
která vzdoruje léčbě, i když na ni používáme naše nejlepší léky.
Molekulární inženýrství pracuje v těch nejmenších měřítkách,
a může nám poskytnout nové úžasné způsoby
pro boj s těmi nejagresivnějšími druhy rakoviny.
Rakovina je velmi chytrá choroba.
Některé druhy rakoviny
jsme se naučili dost dobře porazit známými, zavedenými léky a operacemi.
Ale existují druhy rakoviny, u kterých tento přístup nezabírá
a nádor jej i přes hromadu léků přežije anebo se vrátí.
Tyto velmi agresivní typy rakoviny můžeme přirovnat
k superpadouchům z komiksu.
Jsou chytří, přizpůsobiví
a jsou mistři v přežívání.
A tak jako většina dnešních superpadouchů,
své supersíly získávají z genetických mutací.
Geny modifikované uvnitř buněk nádoru
mohou umožnit a naprogramovat nové nepředstavitelné módy přežití,
což umožňuje rakovinné buňce přežít i naše nejlepší chemoterapie.
Jeden jejich trik je, že buňce, ke které se přiblíží lék,
umožní její gen ten lék vytlačit ještě před tím, než by mohl začít působit.
Představte si to -- buňka efektivně vyplivne lék.
Toto je pouze jeden z mnoha příkladů
genetických es v rukávu našeho superpadoucha rakoviny.
Vše kvůli zmutovaným genům.
Takže tu máme superpadouchy s neuvěřitelnými superschopnostmi.
A potřebujeme nový a mocný typ útoku.
My umíme vypnout gen.
Klíčem je soubor molekul zvaný siRNA.
siRNA jsou krátké sekvence genetického kódu,
které navedou buňku k blokaci určitého genu.
Každá molekula siRNA umí deaktivovat konkrétní gen uvnitř buňky.
Po dlouhá léta od jejich objevu byli vědci velmi nadšeni
možným použitím těchto genových blokátorů v medicíně.
Problémem je, že siRNA pracuje dobře uvnitř buňky.
Pokud je ale vystavena enzymům sídlícím v našem oběhu nebo tkáních,
tak za pár vteřin degraduje.
Během svého putování tělem musí být zabalena, chráněna,
aby zneškodnila konečný cíl v buňce rakoviny.
Takže zde je naše strategie.
Nejprve dostaneme k buňce siRNA, genový blokátor,
a uspíme tyto geny přežití
a pak ji zničíme chemickým lékem.
Ale jak to provedeme?
S použitím molekulárního inženýrství
můžeme navrhnout superzbraň, která by dokázala cestovat krevním oběhem.
Musí být dostatečně mrňavá, aby prošla krevním oběhem,
musí být dostatečně malá, aby pronikla tkání nádoru
a musí být dostatečně mrňavá, aby ji rakovinná buňka pustila dovnitř.
Aby svou práci odvedla dobře,
musí mít velikost zhruba jedné setiny tloušťky lidského vlasu.
Podívejme se, jak tuto nanočástici sestavit.
Začněme s jádrem částice.
Je to malinká kapsle obsahující chemický lék.
To je ten jed, který ukončí život buněk nádoru.
Jádro zabalíme do několika nanometrů tenkého závoje siRNA.
Tohle je náš genový blokátor.
Jelikož je siRNA silně záporně nabitá, můžeme ji ochránit
pěknou ochrannou vrstvou z kladně nabitých polymerů.
Dvě opačně nabité molekuly se díky nábojové přitažlivosti drží pevně u sebe
a to nám dává ochrannou vrstvu bránící rozložení siRNA v krevním oběhu.
Už jsme skoro tam.
(smích)
Ale musíme brát v úvahu ještě jednu velkou překážku.
Vlastně to může být ze všech překážek ta největší.
Jak umístíme tuto superzbraň?
Každá dobrá zbraň musí být zamířená,
musíme zamířit naši superzbraň na superpadoušské buňky v nádoru.
Jenže naše těla mají přirozený obranný imunitní systém:
buňky žijící v krevním řečišti ničí nebo eliminují věci,
které do něj nepatří.
A hádejte co? Naše nanočástice je považována za cizí předmět.
Musíme naši nanočástici propašovat obranným systémem nádoru.
V přestrojení ji musíme ji dostat přes mechanismus zbavování se cizího objektu.
Okolo této nanočástice tedy přidáme další záporně nabitou vrstvu,
která poslouží dvěma účelům.
Jednak je jedním z přírodně nabitých, vysoce hydratovaných polysacharidů
přebývajících v našem těle.
Kolem nanočástice vytváří shluk molekul vody, takový neviditelný plášť,
který umožňuje nanočástici cestovat krevním oběhem
dostatečně dlouho a daleko aby dosáhla nádoru,
aniž by při tom byla tělem eliminována.
Za druhé, tato vrstva obsahuje molekuly, které se vážou na buňky nádoru.
Jakmile se navážou, vtáhne rakovinná buňka nanočástici dovnitř,
takže teď máme uvnitř rakovinné buňky naši nanočástici - připravenou zasáhnout.
Přesně! Cítím to stejně. Pojďme!
(potlesk)
Nejdřív je vypuštěna siRNA.
Hodiny působí, čímž poskytuje dost času na uspání a zablokování genů přežití.
Tyto genetické superschopnosti jsme právě vypnuli.
Zůstává pouze rakovinná buňka bez jakékoliv zvláštní obrany.
Z jádra se poté uvolní chemická látka a zničí nádorovou buňku čistě a efektivně.
S dostatečnými genovými blokátory můžeme zacílit mnoho různých typů mutací
a vymýtit tak nádory, aby ani jeden jediný padouch nezůstal.
A jak naše strategie šlape?
Testovali jsme na zvířatech tyto nanostruktury
proti vysoce agresivní formě rakoviny prsu,
jejíž gen vyvrhne lék v okamžiku, kdy je dopraven.
V léčbě rakoviny prsu je obyčejně první na řadě lék doxorubicin, říkejme mu "dox".
Nejprve jsme tedy léčili naše zvířata pouze doxem.
Růst nádorů se zpomalil, ale přesto stále rostly rychle,
jejich velikost se za dva týdny zdvojnásobila.
Pak jsme zkusili naši kombinovanou superzbraň.
Částice z nanovrstev se siRNA proti chemoterapii,
plus máme dox v jádru.
A nejenže nádory přestaly růst, ony se dokonce zmenšily
a v některých případech byly eliminovány.
Nádory byly skutečně na ústupu.
(potlesk)
Na tomto přístupu je skvělé, že se dá přizpůsobovat.
Můžeme přidat mnoho dalších vrstev siRNA
k zacílení rozdílných mutací a mechanismů obrany nádoru.
A do jádra nanočástice můžeme umístit jiné léky.
Jak se doktoři učí testovat pacienty a pochopit určité genetické typy nádorů,
mohou nám pomoci určit, kterým pacientům může být tato strategie prospěšná
a které genové blokátory můžeme použít.
Zvláště rakovina vaječníků mě zasahuje nejvíc.
Je to velmi agresivní rakovina,
která bývá objevena až ve velmi pozdních stádiích,
kdy už je vysoce rozvinuta a má četné genetické mutace.
Po prvním kole chemoterapie se 75 % pacientů tato rakovina vrací.
A většinou se vrátí jako lékům odolná forma.
Vysoký stupeň rakoviny vaječníků je jedním z těch největších superpadouchů.
A my na něj teď míříme naší zbraní, abychom jej porazili.
Jako výzkumník se nedostanu často k pacientům.
Nedávno jsem však potkala Mimi - matku, která přežila rakovinu vaječníků, -
a její dceru, Paige.
Byla jsem hluboce inspirována optimismem a silou,
které obě, matka i dcera, vyzařovaly.
A jejich příběhem kuráže a podpory.
Mluvili jsme tehdy o různých technologiích směřovaných proti rakovině.
A Mimi v slzách vysvětlovala, jakou naději jí vědomí o těchto úsilích
dává pro budoucí generace, včetně její dcery.
To mě opravdu dojalo.
Nejde tu pouze o vytváření vážně elegantní vědy.
Jde tu o změnu lidských životů,
o pochopení moci inženýrství v měřítku molekul.
Tím, jak budou studenti, jako je Paige, postupovat ve svých kariérách,
otevřou nové možnosti pro řešení velkých zdravotních problémů světa,
právě třeba rakoviny vaječníků, neurologických poruch, infekcí,
stejně, jako chemické inženýrství otevřelo dveře mě
pro práci v tom nejmenším měřítku -- měřítku molekul,
abych léčila v lidském měřítku.
Děkuji.
(potlesk)
Krebs betrifft uns alle --
besonders die sehr invasiven und arzneimittelresistenten Formen,
die immer wieder erneut ausbrechen
und jeder Behandlung, auch mit den besten Medikamenten, trotzen.
Die Molekulartechnik,
bei der in kleinsten Maßstäben gearbeitet wird,
eröffnet spannende neue Möglichkeiten,
die aggressivsten Krebsarten zu bekämpfen.
Der Krebs ist eine sehr clevere Krankheit.
Einige Krebsarten können wir nun
mit bewährten Medikamenten und Operationen sehr gut behandeln.
Andere Krebsarten hingegen
reagieren nicht auf diese Behandlungen:
Selbst nach einem Medikamentenbeschuss
bleibt der Tumor oder kehrt zurück.
Man kann diese aggressiven Krebsarten
mit Superschurken in Comics vergleichen.
Sie sind intelligent, anpassungsfähig
und äußerst überlebensfähig.
Wie bei fast allen Superschurken heute
stammen ihre Superkräfte aus einer genetischen Mutation.
Die in den Tumorzellen veränderten Gene
ermöglichen neue, ungeahnte Überlebenswege,
wodurch der Krebs selbst unsere besten Chemotherapien überlebt.
Ein Beispiel dafür ist ein Trick, bei dem ein Gen einer Zelle ermöglicht,
ein Medikament, das sich der Zelle nähert,
wieder hinauszuwerfen,
bevor es seine Wirkung entwickeln kann.
Die Zelle spuckt das Medikament quasi wieder aus.
Das ist nur ein Beispiel von vielen
genetischen Tricks des Superbösewichtes.
Sie alle beruhen auf Genmutationen.
Gegen diese Superschurken mit unglaublichen Superkräften
brauchen wir eine neue, starke Waffe.
Wir sind in der Lage, ein Gen auszuschalten.
Dies gelingt durch eine Gruppe von Molekülen namens siRNA.
siRNA sind kurze Gencode-Sequenzen,
die eine Zelle dazu bringen, ein bestimmtes Gen zu blockieren.
Jedes siRNA-Molekül kann ein spezifisches Gen
innerhalb der Zelle ausschalten.
Schon viele Jahre, seit seiner Entdeckung,
herrscht in der Wissenschaft reges Interesse
an medizinischen Anwendungsmöglichkeiten dieser Genblocker.
Aber da gibt es ein Problem.
siRNA wirkt gut innerhalb der Zelle.
Aber wenn es den Enzymen in der Blutbahn
oder im Gewebe ausgesetzt ist,
zerfällt es innerhalb von Sekunden.
Es muss auf dem Weg durch unseren Körper bis zu seinem Endziel, der Krebszelle,
verpackt und geschützt werden.
Nun also zu unserer Strategie.
Erst verabreichen wir der Krebszelle den Genblocker siRNA,
damit die Überlebensgene ruhiggestellt werden.
Dann erledigen wir die Zelle mit einer Chemo.
Wie lässt sich das bewerkstelligen?
Mit der Molekulartechnik können wir eine Superwaffe entwickeln,
die die Blutbahn durchqueren kann.
Sie muss winzig genug sein, um durch die Blutbahn zu gelangen,
in das Tumorgewebe einzudringen
und in die Krebszelle aufgenommen zu werden.
Damit das gelingt, darf sie nur
etwa ein Hundertstel der Größe eines menschlichen Haares haben.
Wie bauen wir nun ein solches Nanoteilchen?
Beginnen wir mit dem Kern --
einer winzigen Kapsel, die das Chemo-Medikament enthält.
Es ist das Gift, das die Tumorzelle tötet.
Um diesen Kern wickeln wir
einen nanometerdünnen Mantel aus siRNA --
unseren Genblocker.
Da siRNA stark negativ geladen ist,
kann man es mit einer Schicht
aus positiv geladenem Polymer schützen.
Die entgegengesetzt geladenen Moleküle
halten durch die Anziehungskraft zusammen.
Dadurch entsteht eine Schutzschicht,
die den Zerfall von siRNA in der Blutbahn verhindert.
Wir sind fast fertig.
(Lachen)
Aber es gibt noch ein großes Hindernis.
Vielleicht das größte Hindernis von allen.
Wie kommt die Superwaffe in ihr Einsatzgebiet?
Mit einer guten Waffe muss man auch richtig zielen.
Wir müssen unsere Superwaffe daher direkt auf die Schurkenzellen im Tumor richten.
Unser Körper hat jedoch ein natürliches Abwehrsystem:
Zellen in der Blutbahn,
die Fremdkörper aussortieren,
sie zerstören oder beseitigen.
Und natürlich wird unser Nanoteilchen als Fremdkörper betrachtet.
Wir müssen es daher am Abwehrsystem vorbeischmuggeln.
Damit es nicht als Fremdkörper aussortiert wird,
müssen wir es tarnen.
Daher bringen wir um das Nanoteilchen
noch eine negative geladene Schicht an,
die zwei Zwecke erfüllt.
Erstens besteht die äußere Schicht aus einem der natürlich geladenen,
stark wasserhaltigen Polysaccharide in unserem Körper.
Dieses bildet eine Wassermolekülwolke um das Nanoteilchen,
wodurch es perfekt getarnt wird.
Unter diesem Tarnmantel kann das Nanoteilchen
lang und weit genug durch die Blutbahn reisen,
um den Tumor zu erreichen,
ohne vorher vom Körper beseitigt zu werden.
Zweitens enthält diese Schicht Moleküle,
die gezielt an unsere Krebszellen andocken.
Daraufhin nimmt die Krebszelle das Nanoteilchen auf.
Es befindet sich nun in der Krebszelle
und ist einsatzbereit.
Ja, ich fühle das Gleiche. Los!
(Applaus)
Zuerst kommt siRNA zum Einsatz.
Es wirkt mehrere Stunden
und kann so die Überlebensgene blockieren.
Nun haben wir die genetischen Superkräfte deaktiviert.
Damit bleibt eine Krebszelle ohne besondere Abwehrkräfte.
Dann kommt das Chemo-Medikament aus dem Kern
und zerstört sauber und effizient die Tumorzelle.
Mit genügend Genblockern
können wir viele verschiedene Mutationen behandeln,
wodurch Tumoren ausgefegt werden können,
ohne dass ein einziger Bösewicht zurückbleibt.
Wie funktioniert also unsere Strategie?
Wir haben die Nanostruktur-Teilchen in Tierversuchen
mit einer sehr aggressiven Form von dreifach negativem Brustkrebs getestet.
Bei diesem Brustkrebs tritt das Gen auf,
das Krebsmedikamente sofort ausspuckt.
Brustkrebs wird zunächst meist mit Doxorubicin --
nennen wir es "Dox" -- behandelt.
Daher behandelten wir die Tiere zuerst nur mit Dox.
Die Wachstumsrate der Tumoren verlangsamte sich,
aber sie wuchsen noch immer schnell
und waren nach zwei Wochen doppelt so groß.
Dann testeten wir unsere Kombinations-Superwaffe --
ein Nanoteilchen mit einer siRNA-Schicht
und "Dox" im Kern.
Das Tumorwachstum konnte nicht nur gestoppt werden,
sondern die Tumoren schrumpften sogar
und wurden in einigen Fällen ganz beseitigt.
Die Tumoren bildeten sich jedenfalls zurück.
(Applaus)
Toll ist, dass diese Behandlung auf den Patienten abgestimmt werden kann.
Wir können viele verschiedene siRNA-Schichten hinzufügen,
um verschiedene Mutationen und Tumorabwehrmechanismen zu behandeln.
In den Kern können verschiedene Medikamente eingefüllt werden.
Durch bessere Diagnosemethoden
und mehr Wissen über bestimmte Genotypen von Tumoren
können Ärzte ermitteln,
bei welchen Patienten wir welche Genblocker einsetzen können.
Besonders nahe geht mir Eierstockkrebs.
Das ist ein sehr aggressiver Krebs.
Er wird erst in einem weit fortgeschrittenen Stadium erkannt,
wenn bereits viele Genmutationen bestehen.
Nach der ersten Chemoterapie
kehrt der Krebs bei 75 % der Patientinnen zurück,
meist in arzneimittelresistenter Form.
Weit fortgeschrittener Eierstockkrebs
ist einer der größten Superschurken.
Wir wollen ihn nun mit unserer Superwaffe besiegen.
Als Forscherin arbeite ich
meist nicht direkt mit den Patienten.
Aber vor kurzem traf ich Mimi,
die Eierstockkrebs überlebt hatte, und ihre Tochter Paige.
Beide waren voller Optimismus und Stärke,
waren mutig und füreinander da, was mich sehr inspirierte.
Bei der Veranstaltung ging es um Technologien gegen den Krebs.
Mimi erklärte unter Tränen,
dass unsere Bemühungen ihr Hoffnung für zukünftige Generationen gaben,
auch für ihre Tochter.
Das berührte mich sehr.
Es geht hier nicht nur um vornehme Wissenschaft.
Es geht darum, Menschenleben zu verändern.
Es geht darum, die Macht der Molekulartechnik zu verstehen.
Auf ihrem zukünftigen Berufsweg werden Studenten wie Paige
neue Durchbrüche in der Lösung
der großen Gesundheitsprobleme erzielen --
seien es Eierstockkrebs, neurologische Störungen oder Infektionskrankheiten --,
genau wie die Chemotechnik mir
innerhalb ihrer winzigen Maßstäbe -- auf Molekülebene --
die Möglichkeit bot,
in menschlichen Maßstäben etwas zu bewirken.
Vielen Dank.
(Applaus)
El cáncer nos afecta a todos,
especialmente el que regresa una y otra vez,
el muy invasivo y resistentes a los medicamentos,
el que vence a los tratamientos médicos,
aun cuando usemos nuestras mejores medicinas.
La ingeniería a nivel molecular,
la que opera en las escalas más pequeñas,
nos puede brindar nuevas e interesantes maneras
para combatir las formas más agresivas de cáncer.
El cáncer es una enfermedad muy lista.
Hay muchas formas de cáncer,
que, afortunadamente, hemos aprendido a tratar relativamente bien
con medicamentos y cirugías bien definidas y establecidas.
Pero hay otras formas de cáncer
que no responden a esos procedimientos
y los tumores sobreviven o regresan,
incluso después de un tratamiento agresivo.
Podemos pensar esas formas agresivas de cáncer
como una especie de súper-villano de las historietas.
Son astutos, adaptables,
y muy buenos en mantenerse vivos.
Y como la mayoría de los súper-villanos hoy en día
sus superpoderes vienen de una mutación genética.
Los genes modificados dentro de esas células del tumor
pueden activar y codificar nuevas e inimaginables maneras de sobrevivir,
permitiéndole sobrevivir a la célula cancerígena
aun con nuestros mejores tratamientos de quimioterapia.
Un ejemplo es un truco en el que un gen permite a la célula,
incluso cuando los fármacos se acercan a la célula,
alejar el fármaco,
incluso antes de que tenga algún efecto.
Imaginen, la célula puede expulsar efectivamente el medicamento.
Este es solo un ejemplo de los muchos trucos genéticos
bajo la manga de nuestro súper-villano, el cáncer.
Todo debido a genes mutantes.
Entonces, tenemos un súper-villano con increíbles superpoderes.
Necesitamos una manera nueva y poderosa para atacarlo.
En realidad, podemos apagar un gen.
La clave es un conjunto de moléculas conocidas como ARNip.
El ARNip son pequeñas secuencias de código genético
que llevan a la célula a bloquear cierto gen.
Cada molécula ARNip puede apagar un gen específico
dentro de la célula.
Por muchos años desde su descubrimiento,
a los científicos les han apasionado
las aplicaciones de estos genes bloqueadores en medicina.
Pero hay un problema:
el ARNip trabaja bien dentro de la célula,
pero si entra en contacto con enzimas
presentes en nuestra sangre o tejidos,
se degrada en segundos.
Tiene que ir empaquetada y protegida en su viaje por el cuerpo
para llegar finalmente a su objetivo dentro de la célula de cáncer.
Entonces, esta es la estrategia.
Primero administramos a la célula el gen bloqueador, el ARNip,
silenciamos los genes de supervivencia,
y luego lo eliminamos con la medicina química.
Pero, ¿cómo logramos esto?
Usando ingeniería molecular
podemos diseñar una súper-arma
que puede viajar por el torrente sanguíneo.
Tiene que ser lo suficientemente pequeña para ir por la sangre,
y muy pequeña para penetrar el tejido cancerígeno
y muy pequeña para penetrar dentro de la célula de cáncer.
Para hacer bien su trabajo
tiene que ser de una milésima del tamaño de un cabello.
Veamos cómo podemos construir esta nanopartícula.
Primero, empezamos con el núcleo de la nanopartícula.
Es una minúscula cápsula que contiene el fármaco de la quimioterapia.
Es veneno que mata la célula de cáncer.
Alrededor de este núcleo ponemos una cubierta muy fina
de ARNip de nanómetros de espesor.
Ese es nuestro bloqueador de genes.
Como el ARNip está cargado negativamente
lo podemos proteger
con un polímero cargado positivamente.
Las dos moléculas cargadas negativamente permanecen unidas
por atracción de carga
y nos brinda una capa protectora
que evita que el ARNip se degrade en el flujo sanguíneo.
Casi terminamos.
(Risas)
Pero hay un obstáculo aún mayor que hay que superar.
De hecho, tal vez sea el más grande de todos.
¿Cómo implementamos esta arma?
Me refiero, toda buena arma tiene que apuntarse,
tenemos que apuntar esta súper-arma a las células súper-villanas
que están dentro del tumor.
Pero nuestros cuerpos tienen un sistema inmune natural de defensa:
células que están en el torrente sanguíneo
y recogen cosas que no le pertenecen
para destruirlas o eliminarlas.
Y ¿qué creen? Nuestra nanopartícula se considera un objeto extraño.
Tenemos que escabullir nuestra partícula por el sistema de defensa del tumor.
Tenemos que pasar el sistema que elimina los objetos extraños,
disfrazándola.
Así que agregamos otra capa cargada negativamente
alrededor de esta nanopartícula
que sirve para dos cosas.
Primero, esta capa está cargada naturalmente,
es un polisacárido altamente hidratado que está en nuestro cuerpo.
Crea una nube de partículas de agua alrededor de la nanopartícula
que nos da un efecto de capa invisible.
Esta capa de invisibilidad nos permite que la nanopartícula
viaje por el flujo sanguíneo
lo suficientemente lejos como para llegar al tumor
sin que el cuerpo lo elimine.
Segundo, esta capa contiene moléculas
que se unen específicamente a las células del tumor.
Una vez unida, la célula cancerígena absorbe la nanopartícula
y una vez dentro de la célula,
podemos desplegarla.
¡Bien! ¡Adelante!
(Aplausos)
Primero se despliega el ARNip.
Actúa durante horas,
dando suficiente tiempo para silenciar y bloquear los genes que sobreviven.
Ahora podemos deshabilitar esos superpoderes genéticos.
Lo que queda es una célula de cáncer sin defensas especiales.
Entonces, los medicamentos de la quimio salen del núcleo
y destruyen la célula limpia y eficientemente.
Con suficientes bloqueadores de genes
podemos atacar diferentes tipos de mutaciones,
permitiéndonos eliminar tumores
sin dejar vivos a los malos.
Entonces, ¿cómo funciona nuestra estrategia?
Hemos probado estas partículas de nanoestructuras en animales
usando formas muy agresivas de cáncer de mama triple negativo.
Este cáncer de mama triple negativo tiene el gen
que expulsa el medicamento tan pronto se administra.
Generalmente el doxorubicin, llamémosle "dox", es el fármaco que se usa
como primera línea de tratamiento para el cáncer de mama.
Así que tratamos a nuestros animales con un núcleo de dox, solo dox.
El tumor redujo su ritmo de crecimiento,
pero aún crecía rápidamente,
duplicando su tamaño en un período de dos semanas.
Entonces probamos la combinación de nuestra súper-arma.
Una nanocapa con ARNip contra la expulsión de la quimio,
además, con dox en el núcleo.
Y vean, encontramos que no solo dejó de crecer el tumor,
sino que redujo su tamaño
y lo eliminamos en algunos casos.
Los tumores en realidad remiten.
(Aplausos)
Lo mejor de este enfoque es que se puede personalizar.
Podemos agregar diferentes capas de ARNip
para tratar diferentes mutaciones y mecanismos de defensa de los tumores.
Y podemos agregar distintos medicamentos en el núcleo de la nanopartícula.
Conforme los médicos aprenden a evaluar a los pacientes
y entienden ciertos tipos genéticos de tumores,
nos pueden ayudar a ver qué pacientes se pueden beneficiar de esta estrategia
y qué genes bloqueadores podemos usar.
El cáncer de ovario me toca fibras sensibles.
Es un cáncer muy agresivo,
en parte porque se descubre en etapas tardías,
cuando ya está muy avanzado
y porque tiene varias mutaciones genéticas.
Después de la primera ronda de quimioterapia,
este cáncer regresa en un 75 % de los pacientes.
Y, generalmente, regresa en una forma resistente a los medicamentos.
El cáncer de ovario de alto grado
es uno de los mayores súper-villanos.
Por eso enfocamos nuestra súper-arma
hacia él para vencerlo.
Como investigadora, generalmente no trabajo con pacientes.
Pero hace poco conocí a una madre
sobreviviente de cáncer de ovario, Mimi, y su hija Paige.
Estaba profundamente inspirada por la fortaleza y el optimismo
que mostraron tanto la madre como su hija
y por su historia de valor y apoyo.
En ese evento hablamos de diferentes tecnologías
contra el cáncer.
Mimi lloraba al explicar
cómo el aprender de esos esfuerzos
le daba esperanza a las futuras generaciones,
incluyendo a su propia hija.
Realmente me conmovió.
No solo se trata de construir ciencia elegante.
Se trata de cambiar la vida de las personas.
Se trata de entender el poder de la ingeniería
a nivel molecular.
Sé que a medida que estudiantes como Paige avanzan en sus carreras
se abren nuevas posibilidades
para tratar algunos de los mayores problemas de salud en el mundo,
incluyendo cáncer de ovarios, desórdenes psiquiátricos, enfermedades infecciosas,
justo como la ingeniería química me ha permitido
y ha dado una manera de que la ingeniería
en la escala más pequeña, la de las moléculas,
sanen a nivel humano.
Gracias.
(Aplausos)
سرطان همه ما را تحت تاثیر قرار میدهد --
به خصوص آنها که دوباره و دوباره باز میگردند،
گونههای به شدت مهاجم و مقاوم در برابر دارو،
گونههایی که درمان دارویی را پس میزنند،
حتی زمانی که بهترین داروهایمان را در برابر آنها به کار میبریم.
مهندسی در سطح مولکولی،
کار کردن در سطح کوچک ترین ابعاد،
میتواند راههای هیجان انگیزی را
برای مقابله با بدخیمترین سرطانها ارائه دهد.
سرطان بیماری بسیار باهوشی است.
گونههایی از سرطان هستند،
که، خوشبختانه، نسبتاً خوب یاد گرفتهایم
با استفاده از داروها و جراحیهای شناخته شده و ثبت شده، آنها را درمان کنیم.
اما گونههایی از سرطان هستند
که به این روشها پاسخ نمیدهند،
و تومور باقی میماند و یا برمیگردد،
حتی بعد از یورش داروها.
میتوانیم به این گونههای بسیار بدخیم سرطان
مثل شخصیتهای شرور کتابهای مصور نگاه کنیم.
آنها باهوش هستند، وفقپذیر هستند،
و در زنده ماندن مهارت زیادی دارند.
و مثل اکثر شخصیتهای شرور امروزی،
نیروی مافوق بشری آنها ناشی از یک جهش ژنتیکی است.
ژنهایی که درون این سلولهای سرطانی تغییر یافتهاند
میتوانند راههای جدید و غیر قابل تصوری برای بقا پیدا و رمزگذاری کنند،
که به سلول سرطانی اجازه میدهد
حتی در مقابل بهترین شیمی درمانیهای ما مقاومت کند.
یک مثال از این روشها حقهای است که از طریق آن ژن سلول را قادر می کند،
حتی وقتی که دارو به سلول رسیده است،
سلول دارو را بیرون براند،
قبل از آنکه دارو بتواند اثری بگذارد.
فکرش را بکنید -- سلول به شکلی موثر دارو را تف میکند بیرون.
این تنها یک مثال از حقههای ژنتیکی زیادی است
که در چنته شخصیت شرور ما است، سرطان.
همگی ناشی از ژن جهش یافته.
پس ما یک شخصیت اهریمنی با قدرتهای مافوق بشری باورنکردنی داریم.
و به یک روش حمله جدید و توانمند نیاز داریم.
در واقع، میتوانیم یک ژن را خاموش کنیم.
کلید این خاموش کردن یک سری از مولکولها به نام siRNA هستند.
siRNA توالیهای کوتاهی از کدهای ژنتیکی هستند
که سلول را برای مسدود کردن یک ژن خاص هدایت میکند.
هر مولکول siRNA میتواند یک ژن خاص را
درون سلول خاموش کند.
برای سالهای زیادی پس از کشف آن،
دانشمندان خیلی هیجانزده بودهاند
برای پی بردن به اینکه چگونه میتوان این مسدود کنندههای ژن را در داروها به کار برد.
اما یک مشکل وجود دارد.
siRNA داخل سلول به خوبی کار میکند.
اما اگر با آنزیمهایی
که در جریان خون و بافتهای ما وجود دارند، برخورد کند
در عرض چند ثانیه متلاشی میشود.
باید آن را بسته بندی کرده و از آن در طول سفرش در بدن، مراقبت کنیم
تا زمانی که به هدف نهایی خود درون سلول سرطانی برسد.
پس، استراتژی ما این است.
ابتدا، سلول سرطانی را با siPNA، مسدودگر ژن، مداوا میکنیم،
و ژنهای نجات دهنده سلول را خاموش میکنیم،
سپس با داروی شیمی درمانی به آن حمله میکنیم.
اما این کار را چگونه انجام دهیم؟
با استفاده از مهندسی مولکولی،
در حقیقت ما میتوانیم یک سلاح فوقالعاده طراحی کنیم
که بتواند در جریان خون سفر کند.
باید به اندازه کافی کوچک باشد تا بتواند در جریان خون حرکت کند،
باید به اندازه ای کوچک باشد تا بتواند به بافت سلول سرطانی داخل شود،
و به اندازه ای کوچک باشد که سلول سرطانی آن را جذب کند.
برای انجام این کار،
باید ابعادی در حدود یک صدم ضخامت موی انسان داشته باشد.
بیایید نگاه دقیقتری بیندازیم به اینکه چگونه میتوانیم این ذره نانو را بسازیم.
اول، بیایید با هسته این ذره نانو شروع کنیم.
این یک محفظه کوچک است که داروی شیمی درمانی را در خود جای داده است.
این درواقع سمی است که به زندگی سلول سرطانی خاتمه میدهد.
اطراف این هسته با روکشی بسیار نازک
از siRNA با ضخامت نانومتری، پوشانده می شود.
این متوقف کننده ژن ما است.
از آنجا که siRNA به شدت بار الکتریکی منفی دارد،
ما میتوانیم
با یک لایه خوشگل از پلیمر با بار مثبت از آن محافظت کنیم.
مولکولها با بار الکتریکی مخالف به خاطر کشش بین مولکولی
به هم میچسبند،
و این یک لایه محافظ را برای ما فراهم میکند
که از فروپاشیدن مولکول siRNA در جریان خون جلوگیری میکند.
کار ما تقریبا تمام است.
(خنده)
اما هنوز یک مانع بزرگ هست که باید آن را برطرف کنیم.
در واقع، این مسئله بزرگترین مانع موجود بر سر راه است.
این سلاح فوقالعاده را چگونه آزاد کنیم؟
منظور من این است که، هر سلاح خوبی باید به دقت هدف گیری شود،
باید این سلاح فوقالعاده را به سمت سلولهای شروری
که در تومور اقامت دارند، هدف بگیریم.
اما بدن ما یک سیستم دفاعی طبیعی دارد:
سلولهایی در جریان خون هستند
که اجسام خارجی را بر میدارند،
تا بتوانند آنها را نابود یا حذف کنند.
و حدس بزنید چه اتفاقی می افتد؟ نانو ذره ما یک جسم خارجی تلقی میشود.
باید نانو ذره خود را از سیستم دفاعی تومور رد کنیم.
برای عبور دادن آن از مکانیسم از بین برنده اجسام خارجی
باید آن را پنهان کنیم.
پس یک لایه دیگر با بار الکتریکی منفی
به اطراف نانو ذره اضافه میکنیم،
به دو هدف،
اول، این لایه یکی از پلی ساکاریدهای به شدت مرطوب
موجود در بدن ما است که به صورت طبیعی دارای بار الکتریکی است.
این ماده ابری از مولکولهای آب را اطراف نانو ذره به وجود میآورد
که مانند یک کننده اثر میکنند.
این شنل نامرئی کننده به نانو ذره اجازه میدهد
تا در جریان خون مسیری دور و دراز را سپری کند
تا بالاخره به تومور برسد،
بدون اینکه توسط بدن از بین برود.
دوم، این لایه حاوی مولکولهایی است
که دقیقاً با سلولهای تومور پیوند مولکولی برقرار میکنند.
به محض اتصال، سلول سرطانی نانو ذره را جذب میکند،
و حالا نانو ذره ما به درون سلول سرطانی راه یافته
و آماده رها سازی است.
خیلی خوب! من هم همین حس را دارم. بزن بریم!
(تشویق)
ابتدا siRNA آزاد میشود.
به مدت چند ساعت عمل میکند،
تا زمان کافی برای خاموش کردن و متوقف کردن ژنهای نجات دهنده در اختیار باشد.
حالا دیگر آن نیروهای مافوق طبیعی ژنیتیکی را غیر فعال کردهایم.
آنچه باقی میماند سلول سرطانی بی دفاع است.
پس از آن داروی شیمی درمانی از هسته بیرون میآید
و تومور را خیلی تمیز و موثر از بین میبرد.
با وجود متوقف کنندههای ژن کافی،
میتوانیم انواع مختلف جهش را مداوا کنیم،
و پاکسازی تومورها را
بدون باقی گذاشتن ذرهای از آن آدم بدها انجام دهیم.
خوب، این راهکار ما چگونه عمل میکند؟
ما این نانو ذرات را در حیوانات
با استفاده از یک نوع بسیار بدخیم سرطان پستان سه گانه منفی، آزمایش کردهایم.
این نوع سرطان پستان سه گانه منفی ژنهایی را ایجاد میکند
که داروی سرطان را به محض رسیدن به سلول پس میزند.
معمولاً، داکسوروبیسین -- به آن بگوییم "داکس" -- داروی سرطانی است
که اولین خط درمان سرطان پستان است.
پس، ما حیوان خود را ابتدا با هسته داکس، فقط داکس، درمان کردیم.
نرخ رشد تومور کاهش پیدا کرد،
اما هنوز هم به سرعت در حال گسترش بود،
و در مدت حدود دو هفته به اندازه دوبرابر رشد کرد.
پس از آن، ما از سلاح ترکیبی فوقالعاده خودمان استفاده کردیم.
یک لایه نانو از siRNA بر پمپ شیمی درمانی،
به علاوه داروی داکس در هسته.
و ببینید -- نه تنها مشاهده کردیم که رشد تومور متوقف میشود،
در واقع اندازه آنها هم کاهش پیدا کرده بود
و در مواردی حتی از بین هم رفتند.
تومورها در حقیقت درحال تحلیل رفتن بودند.
(تشویق)
نکته عالی این روش این است که میتوان آن را شخصی سازی کرد.
میتوانیم لایههای گوناگونی از siRNA را به آن اضافه کنیم
تا بتوانیم جهشهای مختلف و ساز و کارهای دفاعی مختلف تومورها را درمان کنیم.
و میتوانیم داروهای مختلفی را در هسته نانوذره قرار دهیم.
با آموزش پزشکان برای آزمایش بیماران
و فهمیدن ویژگیهای ژنیتیکی خاص هر تومور،
آنها میتوانند به ما کمک کنند تا بفهمیم کدام بیماران از این راه درمان سود میبرند
و کدام متوقف کنندههای ژن را میتوانیم استفاده کنیم.
سرطان تخمدان همیشه در گوش من صدا میکند.
یک سرطان بسیار بدخیم است،
تا حدی به این دلیل که بسیار دیر تشخیص داده میشود،
وقتی که دیگر خیلی پیشرفت کرده است
و تعدادی جهش ژنتیکی در آن به وجود آمده است.
پس از اولین دوره شیمی درمانی،
این سرطان در ۷۵ درصد بیماران
و معمولاً هم به صورت مقاوم به دارو برمیگردد.
سرطان تخمدان در سطوح بالا
یکی از بزرگترین نیروهای شرور است.
و حالا ما سلاح فوقالعاده خود را به سمت او هدف گرفتهایم
تا شکستش دهیم.
به عنوان یک محقق،
معمولاً نمیتوانم با بیماران کار کنم.
اما اخیراً مادری را دیدم
که یکی از نجات یافتگان از سرطان تخمدان است، میمی، و دخترش به نام پیج.
و عمیقاً تحت تاثیر خوش بینی و قدرتی قرار گرفتم
که مادر و دختر هردو نشان می دادند
و داستان شهامت و پشتیبانی آنها برای من الهام بخش بود.
در این ملاقات، ما درباره فناوریهای مختلف
مرتبط با سرطان صحبت کردیم.
و اشک از چشمان میمی جاری شد
همانطور که میگفت چقدر دانستن درباره این تلاشها
او را برای نسل آینده امیدوار می کند،
که دختر خودش را هم شامل می شود،
من واقعاً متاثر شدم.
مسئله فقط ساختن دانش مدرن نیست.
بلکه موضوع درباره عوض کردن زندگی مردم است.
درباره درک قدرت مهندسی
در ابعاد مولکولی است.
من میدانم که با جلو رفتن دانش آموزانی مثل پیج در مسیر حرفهای،
آنها راههای جدیدی را
برای رفع مشکلات عظیم سلامت جهان، هموار خواهند کرد --
مثل سرطان تخمدان، نارسایی های عصبی، بیماریهای عفونی و مسری --
دقیقاً مثل راهی که مهندسی شیمی برای گشودن درها به من نشان داد
و روشی از مهندسی را ارائه کرد
که در کوچکترین ابعاد، یعنی ابعاد مولکولی،
بتواند در ابعاد انسانی شفابخش باشد.
متشکرم.
(تشویق)
Le cancer nous affecte tous --
en particulier ceux qui reviennent encore et encore,
ceux qui sont très invasifs et résistent aux médicaments,
ceux qui défient les traitements médicaux,
même lorsque l'on utilise nos meilleurs médicaments.
L'ingénierie à l'échelle moléculaire,
le travail à la plus petite échelle,
peut fournir d'excitantes nouvelles façons
de combattre les formes les plus agressives de cancer.
Le cancer est une maladie très intelligente.
Il y a des formes de cancer,
contre lesquelles, heureusement, nous avons appris à agir plutôt bien
avec des médicaments et des chirurgies établies et validées.
Mais il y a des formes de cancer
qui ne répondent pas à ces approches,
et la tumeur survit ou revient,
même après des traitements agressifs.
Nous pouvons voir ces formes de cancer très agressives
comme des super-méchants de bandes dessinées.
Ils sont intelligents, ils s'adaptent
et arrivent très bien à rester en vie.
Et comme la majorité des super-méchants de nos jours,
leurs super-pouvoirs viennent d'une mutation génétique.
Les gènes qui sont modifiés dans ces cellules cancéreuses
peuvent contenir le code de nouveaux modes de survie inimaginables,
permettant aux cellules cancéreuses de survivre
à nos meilleurs traitements de chimiothérapie.
Un exemple de ruse utilisée par un gène permet à la cellule,
même à l'approche du médicament,
d'éjecter le médicament
avant même qu'il n'agisse.
Imaginez, la cellule recrache vraiment le médicament.
Ce n'est qu'un exemple des nombreuses ruses génétiques
que notre super-méchant, le cancer, a dans son sac.
Toutes dues à des gènes mutants.
Ainsi nous avons un super-méchant avec des super-pouvoirs incroyables.
Et nous avons donc besoin d'un nouveau mode d'attaque puissant.
En fait, nous pouvons désactiver un gène.
La clé est un ensemble de molécules connues sous le nom d'ARNsi.
ARNsi sont de courtes séquences de code génétique
qui aident la cellule à bloquer un certain gène.
Chaque molécule ARNsi peut désactiver un gène en particulier
à l'intérieur de la cellule.
Depuis leur découverte il y a des années,
les scientifiques ont été très excités
de la possibilité d'utiliser ces gènes bloqueurs en médecine.
Mais il y a un problème.
L'ARNsi fonctionne bien dans la cellule.
Mais s'il est exposé aux enzymes
contenues dans notre sang ou nos tissus,
il se dégrade en quelques secondes.
Il doit donc être emballé, protégé lors de son voyage dans le corps
vers sa destination finale dans la cellule cancéreuse.
Voici notre stratégie :
d'abord, nous allons noyer la cellule cancéreuse d'ARNsi, le gène bloqueur,
faire taire ces gènes de survie,
puis nous l'écraserons avec un agent chimiothérapeutique.
Mais comment réaliser cela ?
Grâce à l'ingénierie moléculaire.
Nous pouvons créer une super-arme
qui peut voyager dans le sang.
Elle doit être assez petite pour passer dans les veines,
assez petite pour pénétrer les tissus tumoraux,
et elle doit être assez petite pour entrer dans la cellule cancéreuse.
Pour réussir cela,
elle doit faire environ un centième de la taille d'un cheveu humain.
Regardons de plus près comment nous pouvons créer cette nanoparticule.
Tout d'abord, commençons par son noyau.
C'est une petite capsule qui contient l'agent chimiothérapeutique.
C'est le poison qui tuera la tumeur.
Autour de ce noyau, nous emballerons d'une très fine couche
d'ARNsi de quelques nm d'épaisseur.
C'est notre gène bloqueur.
Puisque l'ARNsi est fortement chargé négativement,
nous pouvons le protéger
avec une couche protectrice de polymères chargés positivement.
Les deux molécules de charges opposées se collent ensemble
grâce à l'attraction des charges,
et cela nous fournit une couche protectrice
qui empêche la dégradation de l'ARNsi dans le courant sanguin.
Nous avons presque terminé.
(Rires)
Mais nous devons réfléchir à un dernier gros obstacle.
Peut-être même le plus gros obstacle.
Comment déployer cette super-arme ?
Chaque bonne arme doit pouvoir viser,
avec cette super-arme, nous devons viser les cellules super-méchantes
qui résident dans la tumeur.
Mais nos corps ont un système de défense immunitaire naturel :
des cellules qui sont dans notre sang
et qui détectent celles qui ne devraient pas être là
pour pouvoir les détruire ou les éliminer.
Et devinez : notre nanoparticule est considérée comme un corps étranger.
Notre nanoparticule doit se faufiler à travers les défenses du corps.
Nous devons l'emmener au-delà du mécanisme éliminant ces corps étrangers
en la déguisant.
Nous ajoutons donc, autour de cette nanoparticule,
une autre couche chargée négativement
qui a deux fonctions.
Premièrement, cette couche externe est naturellement chargée,
composée de polysaccharides hydratés présents dans le corps.
Elle crée un nuage de molécules d'eau autour de la nanoparticule,
qui agit comme un bouclier et la rendant invisible.
Ce bouclier d'invisibilité permet à la nanoparticule
de voyager dans le sang
assez longtemps et assez loin pour atteindre la tumeur,
sans être éliminée par le corps.
Secondement, cette couche contient des molécules
qui se lient spécifiquement à la cellule tumorale.
Une fois liée, la cellule cancéreuse assimile la nanoparticule,
et nous avons ainsi notre nanoparticule à l'intérieur de la cellule cancéreuse,
prête à être déployée.
Très bien ! Je ressens la même chose. Allons-y !
(Applaudissements)
L'ARNsi est déployé en premier.
Il agit pendant des heures,
fournissant assez de temps pour faire taire et bloquer
ces gènes de survie.
Nous avons alors désactivé ces super-pouvoirs génétiques.
Ce qu'il reste est une cellule cancéreuse sans défenses particulières.
Puis, l'agent chimiothérapeutique sort du noyau
et détruit la cellule tumorale proprement et efficacement.
Avec suffisamment de gènes bloqueurs,
nous pouvons traiter de nombreux types de mutations,
permettant de détruire des tumeurs
sans laisser de méchants derrière nous.
Donc, comment fonctionne notre stratégie ?
Nous avons testé ces nanoparticules sur des animaux
en utilisant une forme très agressive de cancer du sein triple négatif.
Ce cancer du sein triple négatif possède le gène
qui recrache les médicaments dès qu'ils arrivent.
En général, la doxorubicine, ou dox, est le médicament
donné en premier pour le cancer du sein.
Nous avons commencé par traiter les animaux avec un noyau de dox uniquement.
La tumeur a ralenti sa croissance,
mais grossissait toujours rapidement,
doublant de taille en l'espace de deux semaines.
Puis, nous avons essayé notre super-combinaison.
Une nano-couche d'ARNsi contre la pompe à chimio,
plus de la dox dans le noyau.
Regardez -- nous avons découvert
que les tumeurs n'arrêtaient pas juste leur croissance
mais rétrécissaient
et étaient, dans certains cas, éliminées.
Les tumeurs régressaient.
(Applaudissements)
Ce qui est génial avec cette approche est qu'elle peut être personnalisée.
Nous pouvons ajouter différentes couches d'ARNsi
pour adresser différentes mutations et différents mécanismes tumoraux.
Et nous pouvons mettre différents médicaments dans le noyau aussi.
Alors que les docteurs apprennent à tester leurs patients
et à comprendre certains types de tumeurs génétiques,
ils peuvent nous aider à déterminer
quels patients bénéficieront de cette stratégie
et quels gènes bloqueurs nous pouvons utiliser.
Le cancer des ovaires touche une corde sensible pour moi.
C'est un cancer très agressif,
en partie du fait de sa découverte à des stages très tardifs,
lorsqu'il est très avancé,
et qu'il y a de nombreuses mutations génétiques.
Après la première chimiothérapie,
ce cancer revient chez 75% des patientes.
Et il revient souvent sous une forme résistante aux médicaments.
Le cancer ovarien de haut grade
est un de ces super-méchants.
Nous utilisons maintenant notre super-arme
pour le battre.
En tant que chercheuse,
je ne travaille pas souvent avec des patients.
Mais j'ai récemment rencontré une mère
qui a survécu à un cancer des ovaires, Mimi, et sa fille, Paige.
J'ai été profondément inspirée par l'optimisme et la force
dont la mère et la fille faisaient preuve
et par leur histoire de courage et de soutien.
Lors de cet événement, nous avons parlé des différentes technologies
dirigées contre le cancer.
Et Mimi était en larmes
quand elle a expliqué qu'entendre parler de ces efforts
lui donne de l'espoir pour les générations futures,
y compris pour sa fille.
Cela m'a vraiment touchée.
Il n'est pas juste question de faire de la science très élégante
mais de changer des vies.
Il est question de comprendre le pouvoir de l'ingiénerie
à l'échelle moléculaire.
Je sais qu'alors que des étudiants comme Paige avancent dans leur carrière,
ils ouvriront de nouvelles possibilités
pour adresser les grands problèmes de santé du monde --
incluant le cancer des ovaires,
les troubles neuronaux, les maladies infectieuses --
tout comme l'ingénierie chimique m'a ouvert des portes
et a fourni un moyen de faire de l'ingénierie
à la plus petite échelle, celle des molécules,
pour guérir à l'échelle humaine.
Merci.
(Applaudissements)
סרטן משפיע על כולנו -
במיוחד אלה ששבים וחוזרים,
הפולשנים מאוד ועמידים לתרופות
אלה שעמידים לטיפול רפואי,
גם כאשר אנחנו זורקים לעברם את התרופות הטובות ביותר שלנו.
הנדסה ברמה המולקולרית,
כשעובדים בקנה מידה הקטן ביותר,
יכולה לספק דרכים חדשות ומלהיבות
להילחם בצורות הכי אגרסיביות של סרטן.
הסרטן הוא מחלה מאוד חכמה.
ישנם כמה סוגים של סרטן,
שלמרבה המזל, למדנו כיצד לטפל בצורה טובה יחסית
עם תרופות וניתוחים ידועים ומבוססים.
אבל יש כמה סוגים של סרטן
שלא מגיבים לגישות אלו,
והגידול שורד, או חוזר,
גם לאחר מתקפה של תרופות.
אנחנו יכולים לחשוב על צורות מאוד אגרסיביות אלו של סרטן
כעל סוג של נבל-על בספר קומיקס.
הם פיקחים, הם סתגלנים,
והם טובים מאוד בלהישאר בחיים.
וכמו רוב נבלי-העל בימים אלה,
כוחות העל שלהם מגיעים ממוטציה גנטית.
הגנים שמשתנים בתוך תאים סרטניים אלה
יכולים לאפשר ולקודד עבור מצבי הישרדות חדשים שלא ייאמנו,
המאפשרים לתא הסרטני לחיות אפילו
דרך הטיפולים הכימותרפיים הטובים ביותר שלנו.
דוגמא אחת היא טריק בו גן מאפשר לתא,
גם כאשר התרופה מתקרבת לתא,
לדחוף את התרופה החוצה,
לפני שהתרופה יכולה להשפיע.
דמיינו - התא יורק החוצה את התרופה ביעילות.
זוהי רק דוגמה אחת לטריקים הגנטיים הרבים
באמתחתו של הארכי-נבל, הסרטן,
הכול בגלל גנים מוטנטיים.
אז יש לנו ארכי-נבל עם כוחות-על מדהימים.
ואנחנו זקוקים לסוגי התקפה חדשים ועוצמתיים.
למעשה, אנחנו יכולים לכבות גן.
המפתח הוא סדרה של מולקולות המכונה siRNA.
siRNA הם רצפים קצרים של קוד גנטי
שמנחים תא לחסום גן מסוים.
כל מולקולת siRNA יכולה לכבות גן ספציפי
בתוך התא.
במשך שנים רבות מאז גילויה,
מדענים מאוד התלהבו
מהאפשרות כיצד ליישם ברפואה חוסמי גנים אלה.
אבל, ישנה בעיה.
siRNA פועלת היטב בתוך התא.
אבל אם היא נחשפת לאנזימים
שנמצאים בתוך זרם הדם או הרקמות שלנו,
היא מתדרדרת בתוך שניות.
היא חייבת להיות ארוזה, מוגנת בעת מסעה בגוף
בדרכה ליעד הסופי בתוך התא הסרטני
אז, הנה האסטרטגיה שלנו.
ראשית, ניתן מנהלתא הסרטני של siRNA חוסמת הגן,
ונשתיק את אותם גנים השרדותיים,
ואז נכה אותם בחוזקה עם תרופה כימותרפית.
אבל איך נוכל לבצע את זה?
באמצעות הנדסה מולקולרית,
אנחנו יכולים בעצם לעצב נשק-על
שיכול לנסוע דרך מחזור הדם.
זה חייב להיות זעיר מספיק כדי לעבור דרך מחזור הדם,
זה חייב להיות קטן מספיק כדי לחדור את רקמת הגידול,
וזה חייב להיות זעיר מספיק כדי להילקח לתוך התא הסרטני.
כדי לעשות את העבודה הזאת היטב,
זה חייב להיות כמאית אחת מגודל של שערת אדם,
בואו נסתכל מקרוב כיצד אנו יכולים לבנות ננו-חלקיק זה.
ראשית, בואו נתחיל עם ליבת הננו-חלקיק.
זוהי קפסולה זעירה שמכילה את התרופה הכימותרפית.
זהו הרעל שיגרום למעשה לסיים את חיי התא הסרטני.
סביב הליבה הזו, נעטוף שמיכה
דקיקה מאוד בעובי ננומטר של siRNA,
זהו חוסם הגן שלנו.
כי siRNA הוא בעל טעינה שלילית חזקה,
אנחנו יכולים להגן עליו
בשכבת מגן נחמדה של פולימר בעל טעינה חיובית.
שתי המולקולות המנוגדות נדבקות זו לזו
באמצעות משיכת מטען חשמלי,
וזה מספק לנו שכבת מגן
שמונעת את התדרדרות ה siRNA בזרם הדם.
כמעט סיימנו.
(צחוק)
אבל יש מכשול אחד גדול נוסף שאנחנו צריכים לחשוב עליו.
למעשה, זה עשוי להיות המכשול הגדול מכולם.
כיצד אנו יכולים לפרוס נשק על זה?
אני מתכוונת, כל נשק טוב חייב להיות מכוון ליעד,
עלינו לכוון נשק-על זה לתאי הארכי-נבל
ששוכן בגידול.
אבל לגוף שלנו יש מערכת הגנה חיסונית טבעית
תאים שנמצאים בזרם הדם
ובוררים החוצה דברים שאינם שייכים,
כך שהיא תוכל להרוס או לחסל אותם.
ונחשו מה? הננו-החלקיקים שלנו נחשבים חפץ זר.
עלינו להגניב את הננו-חלקיק אל מעבר מערכת הביטחון של הגידול.
עלינו להעביר אותו דרך המנגנון שנפטר מאובייקט זר
על ידי כך שנסווה אותו.
אז נוסיף עוד שכבה אחת בעלת מטען שלילי
סביב ננו-חלקיק זה.
שמשרתת שתי מטרות.
ראשית, שכבה חיצונית זו היא אחת שטעונה באופן טבעי,
רב-סוכרים רוויים שנמצאים בגופנו.
זה יוצר ענן של מולקולות מים סביב הננו-חלקיק
שנותן אפקט של מעטה של אי-נראות
מעטה אי-הנראות מאפשר לננו-חלקיק
לנוע דרך זרם הדם
ארוך ורחוק מספיק כדי להגיע לגידול,
מבלי שיחוסל על ידי הגוף.
שנית, שכבה זו מכילה מולקולות
שנקשרות ספציפית לתאי הסרטן שלנו.
וכאשר הוא נקשר, התא הסרטני לוקח את הננו-חלקיק,
וכעת יש לנו את הננו-חלקיק שלנו בתוך תא הסרטן
ומוכן להיערכות,
בְּסֵדֶר! אני מרגישה אותו הדבר. בוא נמשיך!
(תשואות)
ה-siRNA נפרסת ראשונה.
היא פועלת במשך שעות
נותנת מספיק זמן להשתיק ולחסום את אותם גנים של הישרדות.
עכשיו השבתנו את כוחות העל הגנטיים.
מה שנותר הוא תא סרטני ללא הגנות מיוחדות.
לאחר מכן, תרופה כימותרפית יוצאת מהליבה
והורסת לחלוטין וביעילות את תאי הגידול.
עם מספיק חוסמי גנים,
אנחנו יכולים לטפל בסוגים רבים של מוטציות,
שמאפשרים הזדמנות לטאטא החוצה גידולים,
מבלי להשאיר מאחור דברים רעים.
אז, איך האסטרטגיה שלנו עובדת?
בדקנו מבנה ננו-חלקיקים אלה בחיות
תוך שימוש בצורה אגרסיבית מאוד של סרטן שד תלת-שלילי
סרטן שד תלת-שלילי זה מציג את הגן
שיורק החוצה תרופה נגד סרטן ברגע שהיא מועברת.
בדרך כלל, דוקסורוביצין - בוא נקרא לה "dox" היא התרופה לסרטן
שהיא קו הטיפול הראשון בסרטן השד.
אז ראשית טיפלנו בחיות שלנו בליבת dox בלבד.
תאי הגידול האט את קצב הצמיחה שלהם,
אך הם עדיין גדלו במהירות,
הכפילו את גודלם תוך שבועיים.
אז, ניסינו את נשק-העל המשולב שלנו
חלקיק ננו-שכבה עם siRNA כנגד משאבת הכימותרפיה,
בנוסף לכך, יש לנו את ה DOX בליבה.
וראו -- מצאנו שלא רק שהגידולים הפסיקו לגדול
הם למעשה ירדו בגודל
וחוסלו במקרים אחדים.
הגידולים למעשה היו ברגרסיה.
(תשואות)
מה שמצוין בגישה זו זה שהיא יכולה להיות מתואמת אישית.
אנחנו יכולים להוסיף הרבה שכבות שונות של siRNA
לטפל במוטציות שונות ומנגנוני הגנה של גידולים.
ואנחנו יכולים לשים תרופות שונות לתוך ליבת הננו-חלקיק.
כשרופאים לומדים כיצד לבדוק חולים
ולהבין סוגים גנטיים מסוימים של גידולים,
הם יעזרו לנו לקבוע מי מהnולים יוכל להפיק תועלת מאסטרטגיה זו
ובאילו חוסמי גנים אנו יכולים להשתמש.
סרטן שחלות פורט אצלי על מיתר מיוחד.
זה סרטן מאוד אלים,
בין השאר משום שהוא מתגלה בשלבים מאוחרים מאוד,
כאשר הוא מתקדם מאוד
ויש מספר מוטציות גנטיות.
אחרי הסיבוב הראשון של כימותרפיה,
סרטן זה חוזר ב 75 אחוז מהחולים.
והוא בדרך כלל חוזר בצורה עמידה לתרופות.
סרטן שחלות בדרגה גבוהה
הוא אחד מהארכי-נבלים הגדולים ביותר.
ואנחנו מכוונים כעת את נשק העל שלנו
כדי להביס אותו.
כחוקרת,
לא יוצא לי בדרך כלל לעבוד עם חולים.
אבל לאחרונה פגשתי אם
שהיא ניצולת סרטן שחלות, מימי, ובתה, פייג'.
קיבלתי השראה רבה מהאופטימיות והכוח
שהן האם והן בתה הפגינו
ומסיפורן של אומץ ותמיכה.
באירוע זה, דיברנו על הטכנולוגיות השונות
שמכוונות כנגד הסרטן.
ומימי בכתה בדמעות
כשהסברתי כיצד לימוד של המהלכים האלה
נותן לה תקווה עבור הדורות הבאים
כולל בתה שלה.
זה באמת נגע בי.
זה לא רק על כיצד לבנות מדע ממש אלגנטי
זה על לשנות חיים של אנשים.
זה על הבנת כוחה של הנדסה
בקנה מידה של מולקולות
אני יודע שכשסטודנטים כמו פייג' מתקדמים בקריירות שלהם,
הם יפתחו אפשרויות חדשות
בהתמודדות עם אחדות מבעיות הבריאות הגדולות בעולם --
כולל סרטן שחלות, הפרעות נוירולוגיות, מחלות זיהומיות --
בדיוק כמן שהנדסה כימית מצאה דרך לפתוח דלתות בשבילי,
וסיפקה דרך הנדסית
בקנה המידה הזעיר ביותר, זה של המולקולות,
לרפא על קנה המידה האנושי.
תודה
(תשואות)
A rák mindannyiunkat érinti –
főleg, amelyek újra és újra visszatérnek,
az erősen támadók, gyógyszerre immunisak,
az orvosi kezeléssel szemben ellenállóak,
még ha a legjobb gyógyszereket is használjuk ellenük.
A technika molekuláris szinten,
a legapróbb részecskék szintjén,
érdekes új utakat kínál
a legagresszívabb rákfajták leküzdésében.
A rák nagyon okos betegség.
Vannak olyan rákfajták,
melyek szerencsére elég jól kezelhetőek
az ismert és bevált szerek, beavatkozások által.
De olyanok is akadnak,
melyek nem reagálnak ezekre a módszerekre,
és a daganat megmarad vagy visszatér
a gyógyszeres kezelések ellenére is.
Nézhetünk úgy az agresszív ráktípusokra,
mint a képregények főgonoszaira.
Okosak, alkalmazkodóak
és nagyon jók az életben maradásban.
Mint a legtöbb főgonosznak manapság,
génmutációból származik a szupererejük.
A tumorsejtekben módosult gének
képesek új túlélési módok kódolására,
melyekkel a ráksejt túléli
a legjobb kemoterápiás kezeléseket is.
Jó példa, mikor egy gén engedi a sejtnek
a gyógyszer sejthez érésekor
eltaszítani a gyógyszert,
mielőtt hatni kezdene.
Képzeljék el – a sejt kiköpi a szert.
Ez csak egy példa a sok géntrükk közül
a főgonosz, a rák, tarsolyából.
Mind a mutáns géneknek köszönhető.
Tehát, adott egy főgonosz szupererővel.
és kell nekünk egy új, hatásos támadási mód.
Valójában ki tudjuk kapcsolni a gént.
A kulcs az siRNA molekulahalmaz.
A siRNA molekulák rövid génszakaszok,
melyek blokkolhatnak egy adott gént.
Minden siRNA ki tud iktatni
egy gént a sejten belül.
A felfedezésük után hosszú évekig
voltak izgatottak a tudósok,
hogyan alkalmazhatóak ezek a génblokkolók az orvostanban.
De van egy bökkenő.
Az siRNA jól hat sejten belül.
De ha enzimekkel találkozik,
melyek a vérünkben, szöveteinkben vannak,
másodperceken belül lebomlik.
Burkolva, védve kell lennie mozgása során,
míg el nem jut a végső célig a ráksejtben.
Tehát itt a terv:
Először siRNA-val kezeljük a ráksejtet,
és elfojtjuk a túlélő géneket,
végül pedig kémiai szerrel kiirtjuk.
De hogyan is hajtsuk végre?
Molekuláris tervezéssel
létre tudunk hozni egy szuperfegyvert,
mely végig tud áramlani a vérünkben.
Ehhez elég aprónak kell lennie,
és ahhoz is, hogy bejusson a rákszövetbe,
valamint, hogy elfoglalja ott a helyét.
Ehhez a feladathoz az kell,
hogy mérete a haj század része legyen.
Lássuk, hogy kell ilyet létrehozni.
Kezdjük a nanorészecske magjával.
Ez egy apró kapszula kemoterápiás szerrel.
Ez a méreg öli meg a tumorsejtet.
Ezt a magot beburkoljuk egy nagyon vékony,
nanométer-vékony siRNA takaróval.
Ez a génblokkolónk.
Az siRNA-nak erősen negatív a töltése,
ezért megvédhetjük
egy pozitív töltésű polimerrel.
Ezek az ellentétes töltésű molekulák
összekapcsolódnak a töltések vonzása által
védőréteget alkotva számunkra,
ezért az siRNA nem bomlik le a véráramban.
Majdnem megvagyunk.
(Nevetés)
Azonban akad még egy nagy akadály.
Sőt, ez talán a legnagyobb mind közül.
Hogyan vessük be ezt a szuperfegyvert?
Minden jó fegyver célorientált,
a főgonosz sejteket kell megcéloznunk,
melyek a tumorban tartózkodnak.
Van egy immunvédelmi rendszerünk:
sejtek, melyek a véráramban találhatóak,
és felismerik az idegen dolgokat,
ezáltal ez a rendszer eltávolítja őket.
Mi ilyen? A nanorészecskénk, mondjuk.
Be kell juttatnunk a tumor védelmi rendszerén át.
Át kell juttatnunk az idegen anyagoktól megszabadulni akaró
védelmi rendszerünkön
álcázás által.
Ezért teszünk még egy negatív töltésű réteget
a nanorészecske köré,
mely két célt szolgál.
Először is, ez egy természetes töltésű,
erősen hidratált poliszacharid, amely megtalálható bennünk.
A részecskénk köré vízmolekula-felhőt alkot,
láthatatlan köpeny hatást létrehozva.
Ez a köpeny lehetővé teszi számára,
hogy a véráramban hosszan és messze utazzon,
eljutva a daganatig
anélkül, hogy a test megsemmisítené.
Másodsorban olyan molekulákat tartalmaz,
melyek speciálisan kapcsolódnak a tumorra.
Ezután a tumorsejt befogadja a részecskét,
és a nanorészecskénk a ráksejtben van,
készen a bevetésre.
Helyes! Én is így érzem! Gyerünk!
(Taps)
Az siRNA-t vetjük be először.
Négy órán át ténykedik, hogy elfojtsa
és blokkolja a túlélő géneket.
Most lebénítottuk ezeket.
Megmarad a védekezésre képtelen tumorsejt.
Ekkor a kemoterápiás szer előjön a magból,
és megsemmisíti a tumorsejtet, tisztán és hatékonyan.
Elegendő génblokkolóval
különböző mutációkat tudunk kezelni
megadva az esélyt a tumorok kisöprésére
egyetlen rosszfiút sem hátrahagyva.
Tehát hogy is működik a tervünk?
Állatokon teszteltük ezeket a nanorészeket
a háromszorosan negatív mellrák nagyon agresszív formájával.
Ez a mellrák rendelkezik a génnel,
mely kiköpi a gyógyszert, amikor az odaér.
Általában doxorubicin (röviden dox) a szer,
amely az első lépés mellrák kezelésében.
Először doxszal kezeltük az állatainkat.
A tumorok növekedése lelassult,
de még rohamosan nőttek,
a duplájukra két hét alatt.
Ezután jött a kombinált szuperfegyver.
A rétegünk siRNA-val a kemo pumpa ellen,
plusz a magban található a dox.
Nézzék: leállt a tumorok növekedése,
sőt csökkent a méretük,
és néhány esetben meg is semmisültek.
A tumorok visszafejlődtek.
(Taps)
Kitűnő, hogy ez a megközelítés személyre szabott lehet.
Többféle siRNA rétegeket tudunk használni,
többféle mutáció, védekezés ellen,
és különböző szereket tehetünk a magba.
Mivel az orvosok rájöttek a tesztelések módjára,
és megértettek bizonyos rák-géntípusokat,
segíteni tudnak annak meghatározásában, kinek előnyös ez,
és milyen génblokkolókat használhatunk.
A petefészekrák speciális eset.
Ez nagyon agresszív rák,
részben, mert az utolsó stádiumban fedezik fel,
előrehaladott állapotban,
és mert számos génmutációról van szó.
Az első kemoterápiás kezelések után
a páciensek 75 százalékánál kiújul.
Általában ilyenkor már ellenálló a szerekre.
A nagyon agresszív petefészekrák
a legnagyobb főgonoszok egyike,
és most irányítjuk szuperfegyverünk
a legyőzése irányába.
Mint kutató,
általában nem dolgozom páciensekkel.
De mostanában találkoztam egy édesanyával,
aki legyőzte ezt a kórt, és a lányával.
Lelkesített az optimizmus és az erő,
ami belőlük áradt,
és bátorságuk, támogatásuk története.
Ekkor különböző technológiákról beszéltünk
a rákkal kapcsolatban.
Mimi, az édesanya, sírt,
mikor ezekről az erőfeszítésekről beszélt,
amik reményt adnak a jövő generációjának,
beleértve a lányát, Paige-et is.
Ez igazán megérintett.
Ez nem csak a tudomány építéséről szól.
Ez emberi életek megváltoztatásáról szól.
A tervezés megértéséről
molekuláris szinten.
A diákok, mint Page, haladnak előre,
és új lehetőségeket tárnak fel
a legnagyobb egészségügyi gondokra –
petefészekrák, idegrendszeri rendellenességek, fertőzések –
ahogy a kémiai tervezés ajtókat nyitott számomra,
és lehetővé tette a tervezést
a legkisebb, molekuláris szinten,
hogy embereket tudjunk gyógyítani.
Köszönöm.
( Taps )
Il cancro colpisce tutti noi
specialmente quelli che ritornano sempre,
i più invasivi e resistenti ai farmaci,
quelli che resistono alle cure mediche,
anche quando li attacchiamo con i migliori farmaci.
L'ingegneria molecolare,
che lavora su scala ridotta,
può fornirci nuove cure
per combattere le forme più aggressive.
Il cancro è una patologia molto furba.
Ci sono alcune forme
che, fortunatemente, abbiamo imparato a domare abbastanza bene
con farmaci e operazioni accertate.
Ma ci sono alcune forme di cancro
che non reagiscono a questi trattamenti,
per questo il tumore sopravvive e ritorna,
anche dopo un "attacco" da parte dei farmaci
Possiamo immaginare queste forme di cancro
come i supercattivi dei fumetti.
Sono furbi, flessibili,
e bravi a sopravvivere.
E, come la maggior parte dei supercattivi,
i loro superpoteri sono frutto di una mutazione genetica.
I geni che si sono modificati nelle cellule tumorali
possono attivare e codificare nuovi modi di sopravvivenza,
permettendo alle cellule cancerogene di sopravvivere
anche alle migliori chemioterapie.
Ad esempio, attraverso un trucco, un gene permette ad una cellula,
anche quando il farmaco la attacca,
di respingerlo
prima che il farmaco faccia effetto.
E la cellula risputa il farmaco efficacemente.
Questo è solo un esempio dei diversi trucchi geneteci
nelle mani del nostro supercattivo.
Tutto a causa dei geni mutanti.
Quindi, ci sono supercattivi con poteri incredibili.
E noi abbiamo bisogno di una nuova e potente arma.
In realtà, noi possiamo disattivare un gene.
La chiave è in un set di molecole conosciute come siRNA.
Le siRNA sono brevi sequenze di codice genetico
che guidano una cellula a bloccare un determinato gene
Ogni molecola di siRNA può disattivare un gene specifico
all'interno della cellula.
Per molti anni, da quando è stato scoperto
gli scienziati sono entusiasti
per il modo in cui si possono usare questi geni bloccanti in medicina.
Tuttavia, c'è un problema,
siRNA funziona bene all'interno di una cellula.
Ma, se viene a contatto con gli enzimi
che sono presenti nel nostro sangue o nei nostri tessuti,
si deteriora in pochi secondi.
Deve essere impacchettato, protetto per affrontare il suo viaggio nel corpo
ed arrivare all'interno della cellula cancerogna.
Ecco la nostra strategia.
Innanzitutto, somministriamo alla cellula il siRNA, il gene bloccante,
e fermiamo i geni sopravvissuti,
poi la attacchiamo con la chemioterapia.
Ma come la mettiamo in pratica?
Utilizzando l'ingegneria molecolare,
possiamo creare una super-arma
che può viaggiare attraverso i vasi sanguigni.
Deve essere abbastanza piccola per passare nei vasi sanguigni,
abbastanza piccola per penetrare il tessuto cancerogeno
e abbastanza piccola per occupare l'interno della cellula tumorale.
Per fare bene questo lavoro,
deve essere grande un centesimo della grandezza di un capello umano.
Vediamo come possiamo costruire questa nano-particella.
Innanzitutto, cominciamo con il nucleo.
È una microcapsula che contiene il farmaco chemioterapico.
Questo è il veleno che metterà fine alla vita della cellula tumorale.
Il nucleo sarà avvolto con un minuscolo
manto di siRNA.
Questo è il nostro gene bloccante.
Il siRNA è caricato negativamente,
quindi possiamo proteggerlo
con uno strato protettivo di polimeri caricati positivamente.
Le cariche opposte delle molecole rimangono attaccate
subiscono un'attrazione,
e ci fornisce uno strato protettivo
che eivta il deterioramento del siRNA all'interno del sangue.
Abbiamo quasi finito.
(Risate)
Ma, c'è un altro problema che dobbiamo risolvere.
Il più grande ostacolo tra tutti.
Come dispiegamo le armi?
Ogni buona arma deve essere puntata,
e noi dobbiamo puntare le cellule supercattive
che vivono nel tumore.
Tuttavia, il corpo umano ha il sistema immunitario:
cellule che vivono nel nostro sangue
e che identificano cose che non vi appartengono,
così da poterle distruggere ed eliminare.
Indovinate un po'? La nostra particella è vista come estranea
Dobbiamo far passare la nanoparticella attraverso il sistema di difesa del tumore
ed evitare che questo meccanismo si possa disfare dell'oggetto estraneo
travestendola.
Aggiungiamo un altro strato caricato negativamente
attorno alla nanoparticella
che è utile per due motivi.
Innanzitutto, lo strato esterno è uno di quelli caricati naturalmente,
è un polisaccaride altamente idratato presente nel nostro corpo.
Crea una nube di molecole d'acqua attorno la nanoparticella
che ha lo stesso effetto del mantello dell'invisibilità.
Questo mantello permette alla particella
di viaggiare attraverso i vasi
in lungo e largo fino a raggiungere il tumore,
senza essere espulsa dal corpo.
Inoltre, questo strato contiene molecole
che si legano proprio con la cellula tumorale.
Una volta legata, la cellula tumorale assorbe la nanoparticella,
ed ora abbiamo la nostra nanoparticella all'interno della cellula cancerogena
pronta a combattere.
Bene! Mi sento pronta. Andiamo!
(Applausi)
Il siRNA è innanzitutto schierato.
Agisce per ore,
dando abbastanza tempo a silenziare e bloccare quei geni sopravvissuti.
Abbiamo disabilitato i superpoteri genetici
Ci rimane una cellula cancerogena senza difese speciali.
Quindi, il farmaco chemioterapico viene rilasciato dal nucleo
e distrugge la cellula tumorale con precisione ed efficacia.
Con i geni bloccanti necessari,
possiamo colpire diversi tipi di mutazioni
con la possibilità di eliminare i tumori,
senza lasciare alcuna traccia.
Come funziona la nostra strategia?
Abbiamo provato queste nanostrutture sugli animali
utilizzando una forma molto aggressiva di cancro al seno.
Il cancro al seno mostra un gene
che respinge il farmaco per il cancro non appena è immesso.
Generalmente, la Doxorubicina, chiamiamola "dox", è il farmaco
che viene utilizzato nella terapia per il cancro al seno.
All'inizio abbiamo curato gli animali solo con la dox.
Il tumore ha rallentato il tasso di crescita,
ma cresceva rapidamente,
raddoppiando la sua dimensione in due settimane.
Poi, abbiamo provato ad utilizzare le nostre superarmi.
Una nanoparticella con siRNA contro la pompa chemioterapica,
e la doxitocina nel nucleo.
E non solo abbiamo scoperto che il tumore smette di crescer
ma diminuisce la sua dimensione
e sono stati eliminati in alcuni casi.
I tumori stavano regredendo.
(Applausi)
La cosa magnifica di questo trattamento è che può essere personalizzato.
Possiamo aggiungere diversi strati di siRNA
per colpire diverse mutazioni e diversi meccanismi di difesa tumorali.
Possiamo inserire diversi farmaci nel nucleo della nanoparticella.
I dottori imparano a testare i pazienti
e a diagnosticare specifici tipi di tumore
aiutandoci a determinare quale paziente può beneficiare
di questa terapia e quale gene utilizzare.
Il cancro alle ovaie mi tocca particolarmente.
è un cancro molto aggressivo,
in parte perchè viene diagnosticato
quando è in fase avanzata
e ci sono molte mutazioni genetiche.
Dopo il primo ciclo di chemioterapia,
questo cancro si ripresenta nel 75% dei pazienti.
E quando ritorna è resistente ai farmaci.
Il cancro alle ovaie
è uno dei supercattivi più pericolosi.
Ed ora puntiamo le nostre superarmi
per sconfiggerlo.
Come ricercatrice,
generalmente non lavoro con i pazienti.
Ma recentemente ho conosciuto una madre
sopravvissuta ad un cancro alle ovaie: Mimi, e sua figlia, Paige.
Mi hanno colpito l'ottimismo e la forza
che sia la madre che la figlia mostravano
ed anche la loro storia ricca di coraggio e resistenza.
In questa occasione, abbiamo parlato delle diverse tecnologie
per sconfiggere il.
Mimi era in lacrime
quando ha spiegato che conoscere questi risultati
le dà speranza per le generazioni future,
incluso sua figlia.
Ciò mi ha relamente colpito.
Non si tratta solo di costruire scienza raffinata.
Si tratta di cambiare la vita delle persone,
Si tratta di capire il potere dell'ingegneria
su scala molecolare.
So che studenti come Paige faranno progressi nelle loro carriere,
e ci daranno nuove possibilità
a capire alcuni dei più grandi problemi di salute del mondo,
incluso il cancro alle ovaie, patologie neurologiche ed infettive,
così come l'ingegneria chimica ha trovato un modo per aprirmi le porte,
e mi ha aperto una strada verso l'ingegneria
su scala più piccola, quella molecolare
per guarire quella umana.
Grazie.
(Applausi)
癌は私たち皆に影響を与えます
何度も何度も 再発するタイプのもの
浸潤性の高いもの 薬剤耐性のあるもの
考え得る最良の薬剤を用いた治療も
ものともしない癌などは特にそうです
そこで 分子レベルで操作を行い
最も小さな規模での アプローチにより
最も攻撃的なタイプの 癌との闘いにおいて
胸を躍らせるような 新しい方法がもたらされるのです
癌はとても賢い病気です
幸運なことに
いくつかの癌についての対処法は
すでに確立された薬剤や手術により 比較的よくわかっています
しかし これらのアプローチに反応せず
抗がん剤による猛攻撃の後でさえ
生き延びたり 再発するような
種類の癌もあるのです
このようなとても攻撃的な癌は
漫画の超悪玉に例えられるでしょう
賢く 適応性が高く
しぶとく生き続けることが大得意なのです
最近の超悪玉がそうであるように
彼らの特殊な力は 遺伝子の突然変異により生まれました
遺伝子が腫瘍細胞の中で変異し
新たなそして想像もしなかった 生存方式をがん細胞に与え
最良の抗がん剤を投与しても
がん細胞が生き延びることを 可能にしているのです
一つの例としては がん細胞へ抗がん剤が働きかけようとも
何らかの影響がある前に
抗がん剤を追い出すという
遺伝子による策略です
想像してみてください 細胞が巧みに抗がん剤を吐き出すところを
これは 単に悪玉である 癌の手中にある
遺伝的策略の一例に過ぎません
すべて遺伝子の突然変異のためです
とてつもない特殊能力を持った 超悪玉がいるのです
私たちは新たに強力な攻撃の方法を 必要としているのです
実は遺伝子はスイッチを オフにすることが出来るのです
鍵となるのは分子のセットとして知られる siRNAです
siRNAとは細胞に 特定の遺伝子をブロックさせる
遺伝子コードの短い配列のことです
どのsiRNA分子も細胞中の特定の遺伝子を オフにさせることが出来るのです
その発見から何年もの間
科学者たちはこの遺伝子ブロッカーを
いかに医学の分野に適用できるかという事に とても熱心でしたが
そこにはある問題がありました
siRNAは細胞の中でよく働きますが
私たちの体内の血流や組織の中に
存在する酵素に晒されると
数秒以内に分解されてしまいます
体内での旅路では 最終的な目的地である がん細胞の中まで
何かに包まれて 保護されなければならないのです
そして これが私たちの戦略です
まずは がん細胞に遺伝子ブロッカーである siRNAを投与することにより
生存遺伝子を抑制します
それから抗がん剤で完全に打ちのめすのです
ですが どう成し遂げるのでしょう？
分子工学を用い
実際に 血流を進んでいくことが可能な
強力な武器を デザインすることが出来るのです
血流を通るのに十分なほど とても小さくなければいけないし
腫瘍組織に浸透するのに十分なほど 小さくなければなりません
そして がん細胞に取り込まれるように とても小さいものなのです
この仕事をうまくやるためには
粒子は人間の髪の毛の約百分の一ほどの サイズでなければならないのです
では どのようにこのナノ粒子を 作り上げているのかよく見てみましょう
初めに ナノ粒子の 核から始めましょうか
化学療法の薬を内包した とても小さなカプセルがあります
これは実際に腫瘍の命を絶つ毒なのです
この核の周りを とても薄いナノメートル級の
siRNAブランケットで包んでいきます
これが我々の遺伝子ブロッカーです
siRNAは強く負に帯電しているため
正電荷を帯びた
ポリマーの層により核を保護します
この２つの反対の電荷をもつ分子は
引きつけ合いくっつきます
これにより 保護層はsiRNAが
血流の中で分解してしまうことを防ぐ 保護層を作るのです
さぁ もう少しで完成ですよ
(笑)
ですが もう一つ考えなければいけない 大きな障害があるのです
事実上 一番大きな障害であると言えるでしょう
この強力な武器をどう配備するのか？
どんな有効な武器も 標的に照準を向けなければ―
我々はこの強力な武器の照準を 腫瘍に巣くっている悪玉細胞に
合わせなければなりません
しかし 私たちの身体には自然の 免疫防御システムが備わっており
細胞が血流にのって巡り
よそ者を見つけ出し
破壊し除去するのです
おわかりでしょうか 我々のナノ粒子は 異物として認識されてしまうのです
そのため腫瘍の防御システムをくぐり抜け 忍び込ませる必要があります
ナノ粒子を変装させることにより この異物を取り除こうとするメカニズムを
通過させなくてはなりません
そこで我々はナノ粒子の周りに もう一枚の負電荷を帯びた層を
足すことにしました
２つの点で役に立ちます
１つ目は この外層は 体内に在る 水分を多く保持する多糖類で
もともと負電荷を帯びているものの一つであり
これが ナノ粒子の周りに 水分子の膜を作り出し
覆い隠し見えなくする 効果を与えるのです
この見えないコートは ナノ粒子が血流を通じ
身体から除去されることなく
腫瘍にたどり着くまで長く遠く
旅することを可能にします
２つ目は この層は特異的に腫瘍細胞と
結びつく分子を内包しているため
一度結合されるとがん細胞は ナノ粒子を取り込み
がん細胞の中にナノ粒子が入ります
これで闘う準備が出来ました
ええ！私も同じ気持ちです さあ やりましょう！
(拍手)
siRNAが初めに作用し
数時間ほどで
がん細胞の生存遺伝子を抑制しブロックします
我々は今や遺伝子の 特殊能力を抑制しました
何が残ったかというと 特別な防御システムもないがん細胞です
その後 抗がん剤治療の薬剤が核から出現し
腫瘍細胞を手際よく効果的に 破壊するのです
十分な遺伝子ブロッカーがあれば
様々な種類の突然変異に 対処することができ
どんな悪者も残すことなく
腫瘍を一掃できるチャンスがくるのです
では 我々の戦略は どのように働くのでしょう？
私たちはこれらのナノ構造粒子を 浸潤性が非常に強いタイプの
トリプルネガティブ乳がんで 動物実験をしました
このトリプルネガティブ乳癌には 抗がん剤が届き次第
細胞がすぐに吐き出してしまう 遺伝子があります
たいていは ドキソルビシン― 「ドックス」としましょうか
これが 乳がん治療の第一選択肢です
まず 私たちは動物たちを ドックスの核、ドックスだけで治療しました
腫瘍の成長する速度は遅くなりましたが
まだ急速に成長を続け
二週間ほどで倍のサイズになりました
その後 私たちの 強力な武器を組み合わせて試しました
siRNAを含む ナノ層の粒子を用い
それに加え 核にはドックスを
見てください― 腫瘍が成長を止めただけでなく
実際にサイズが縮小したのです
いくつかのケースでは除去されました
腫瘍は本当に消失したのです
(拍手)
このアプローチの素晴しさは 個別化が出来るところにあります
様々な突然変異や 腫瘍の防御メカニズムに対処するため
沢山の異なるsiRNAの層を 足していくことが可能です
違う種類の薬剤を ナノ粒子の核に入れることも可能です
医師が癌の検査の仕方を学び
腫瘍の遺伝子型を理解するにつれて
この戦略が効果的な患者や 利用できる遺伝子ブロッカーについて
分かってくるでしょう
卵巣がんには特別な思いがあります
これはとても浸潤性の強い癌です
一つには非常に進行した段階で 発見されるからでもあります
卵巣がんがかなり進行した時は
かなりの遺伝的な突然変異があります
抗がん剤治療の１クール目の後
卵巣がんは75%の確率で再発し
通常 再発した時には 薬剤耐性を持っています
悪性度の高い卵巣がんは
最もたちの悪い 超悪玉の一つなのです
今や私たちはこの強力な武器で
立ち向かっています
いち研究者として
通常 患者に接することはあまりないのですが
最近 卵巣がんのサバイバーである
ある母親に出会いました ミミです 娘さんはペイジといいました
私は母と娘の双方が見せた 楽観主義と強さに
彼女達の勇気と支え合う物語に
非常に感銘を受けました
このイベントでは 癌治療の為の 様々なテクノロジーについての
お話をしました
ミミはこうした治療法の存在を知り
いかに彼女の娘を含む 未来の世代への
希望をもつことが出来たかということを
涙ながらに語ってくれました
これには本当に感動しました
この研究は高尚な科学を 作り上げていくだけではないのです
人々の人生を変えることなのです
分子規模での工学の力を
理解することなのです
ペイジのような学生がキャリアを積み
卵巣癌や 神経疾患
感染症のような 世界の大きな健康問題に取り組み
新たな可能性が開けていくのです
化学工学がまさに 私に道を開き
最も小さな分子規模の方法を用いて
人間規模で治療する方法を
開発させてくれたように
ありがとうございました
(拍手)
암은 우리 모두에게 영향을 미치고 있습니다.
특히 그것들은 계속해서 재발하고
높은 침습성과 약품에 내성을 가진 암은
심지어 최고의 약을 사용해도
치료가 듣지 않습니다.
분자단위로 아주 작은 단위에서 작동하는 공학 기술은
대부분의 악성 암과 싸우기 위한
흥미롭고 새로운 방법을 제공할 수 있습니다.
암은 매우 영리한 질병입니다.
어떤 종류의 암은
다행히 상대적으로 잘 알아낼 수 있고
현재 있는 약이나 수술이 가능합니다.
하지만 몇몇 형태의 암은
이러한 방법에 반응을 하지 않고
심지어 약물의 공습이후에도
그 종양들은 살아남거나 재발합니다.
우리는 이러한 매우 공격적인 형태의 암을
만화책의 슈퍼 악당들처럼 생각할 수 있습니다.
그들은 매우 영리하며 적응력이 있고
매우 잘 살아남죠.
오늘날의 대부분의 슈퍼악당들과 같이
그들의 힘은 유전자 돌연변이에서 나옵니다.
이렇게 종양 세포안에서 변경된 유전자들은
심지어 최적의 화학요법치료에서도 살아남을 수 있도록
생존하기 위하여 새롭고 상상할 수 없는 형태로
만들어지거나 수정될 수 있습니다.
이러한 속임수의 하나로 어떠한 유전자는
심지어 약물이 세포에 접근할 때
세포에서 약물을 밀어냅니다.
그 약물이 어떠한 효과도 내기 전에 말이죠.
세포가 효과적으로 약물을 뱉어내는 걸 상상해 보세요.
이것은 단지 암이라는 슈퍼악당들의 가방에 있는
수 많은 유전자적 속임수 중 하나의 예시입니다.
모든 돌연변이 유전자들 덕분이죠.
엄청난 슈퍼파워를 가진 슈퍼악당들을 가지게 되었습니다.
그리고 우리는 새롭고 강력한 형태의 공격이 필요합니다.
우리는 실제로 유전자를 작동하지 않게 할 수 있습니다.
그 핵심은 siRNA라고 알려진 분자들의 모음이죠.
siRNA는 짧은 연속된 유전자 코드로
특정한 유전자를 차단하도록 세포를 유도합니다.
각 siRNA분자는 세포안의 특정한 유전자가 작용하지 않게 할 수 있습니다.
이것의 발견 후 수십 년이 지나서
과학자들은 이러한 유전자의 차단제가
의학적으로 어떻게 적용될 수 있는지 흥미로워했습니다.
하지만 큰 문제가 있었습니다.
siRNA는 세포 안에서는 잘 작동하나
이것이 우리의 조직이나 혈류에 있는
효소에 노출되면
수 초내에 훼손이 됩니다.
이는 우리의 몸속을 여행하며 마지막 목표인
암세포에 도달하기 전까지 보호받고 밀봉되어야 합니다.
그래서 전략을 세웠습니다.
먼저 이것이 유전자 차단제인 siRNA를 가진 암 세포에만 작용하게 하고
살아있는 유전자에는 침묵하게 하면
약물로 암세포 만을 공격할 수 있습니다.
하지만 어떻게 이를 실행할까요?
분자 공학을 이용해서
우리는 혈류를 통하여 여행을 할 수 있는
강력한 무기를 디자인하였습니다.
이는 혈류를 통과 할 수 있을만큼 충분히 작고
종양 조직에 침투할 수 있을만큼 충분히 작습니다.
그리고 암세포에 안에 들어갈 수 있을만큼 작습니다.
이러한 작업이 잘 이루어지면
머리카락의 100분의 1정도의 크기가 될 것입니다.
이 작은 나노입자를 가까이 보도록 하죠.
먼저 나노입자의 핵입니다.
이는 화학 요법을 위한 약물을 담고 있는 작은 캡슐입니다.
이 약물이 암세포를 죽일 겁니다.
이런 핵 주변을 아주 얇은
나노두께의 siRNA 층으로 감쌉니다.
이는 유전자 차단제입니다.
siRNA는 강력한 음전하를 가지기 때문에
우리는 양전하 중합체의
보호층으로 훌륭하게 그것을 보호할 수 있습니다.
이 두 개의 서로 다른 전하를 가진 분자들은
전기적인 인력때문에 서로 달라 붙습니다.
그리고 이는 혈류의 저하로부터
siRNA를 보호하는 보호층을 제공합니다.
거의 모두 끝났습니다.
(웃음)
하지만 여기에는 우리가 생각할 수 있는 하나 이상 큰 문제가 있습니다.
사실 이는 무엇보다도 큰 문제일 것입니다.
이러한 초강력 병기를 어떻게 배치할까요?
아무리 좋은 무기라고 해도 목표가 필요하고
우리는 이 초강력 병기의 목표로 종양안에 있는 수퍼악당 세포들을
목표로 해야합니다.
하지만 우리 몸은 타고난 면역체계를 갖고 있습니다.
혈류 속에 있는 세포가
외부 물질을 골라내서
그것을 파괴하고 제거할 수 있습니다.
그러면 무슨 일이 일어날까요? 나노입자를 외부 물질로 생각할 것입니다.
우리는 나노입자가 암세포 방어 시스템을 지나가도록 속일 것입니다.
위장하는 것으로 이러한 외부 물질을 제거하는 매커니즘을
통과할 것입니다.
그래서 우리는 두 가지의 목적을 위해서 이 나노입자 주변에
음전하를 가지는 층을 하나 더할 것입니다.
첫 번째로 이러한 외부 층은 자연스러운 전하상태 중 하나를 가지는
우리 몸에 있는 고 수화된 다당류입니다.
이는 나노 입자 주변에 물 분자들의 구름을 만들고
눈에 보이지 않도록 은폐하는 효과를 줍니다.
이러한 눈에 보이지 않는 은폐효과는
나노입자가 우리 몸에서
제거되지 않은 채 종양에 닿을 때까지 혈류를 통하여
충분히 멀리 여행할 수 있도록 합니다.
두 번째로 이 층은 종양 세포에 특별히 더 잘 달라 붙을 수 있는
분자들을 포함하고 있습니다.
일단 암세포가 이 나노입자를 받아들이고
이제 암세포 내에 나노 입자가 있으며
약물을 배포할 준비가 되었습니다.
좋아요! 저도 같은 기분이에요. 가보죠!
(박수)
siRNA가 먼저 배포됩니다.
이는 한 시간 동안 작용하여
이런 생존을 위한 유전자가 작용하지 않는 충분한 시간을 줍니다.
이제는 이러한 유전자적 슈퍼파워를 사용할 수 없습니다.
암세포는 특별한 방어체계를 가지지 않은채 남아있습니다.
그러면 화학요법을 위한 약물이 핵으로부터 나오고
종양세포를 명확하고 효과적으로 파괴합니다.
충분한 양의 유전자 차단제가 있다면
수많은 종류의 돌연변이들을 찾아가서
어떠한 부작용 없이 종양들을
몰아낼 수 있습니다.
그러면 우리의 이런 전략들은 어떻게 진행되고 있을까요?
우리는 삼중 음성 유방암의 매우 공격적인 형태를 이용하여
동물에게 이러한 나노크기의 입자를 테스트하였습니다.
이런 삼중 음성 유방암은 항암제를 배출하는 유전자가
어서 빨리 배달되어야 함을 보여줍니다.
보통 독소루비신(dox)는 유방암을 위한
첫 번째 치료에 사용하는 항암제입니다.
그래서 우리 동물들에게 dox코어만을 이용하여 첫 번째 치료를 했습니다.
종양은 그 성장률이 느려지긴 했지만
2주만에 약 2배정도인
여전히 빠른 속도로 커지고 있습니다.
그 다음으로 우리의 초강력 병기를 섞어서 치료를 시도해 보았습니다.
화학적 펌프에 대항하기 위한 siRNA로 된 나노 층과
핵에 dox를 조합한 입자입니다.
보시다시피 종양의 성장이 멈춘 것뿐만 아니라
그들의 크기가 작아진 것을 찾을 수 있었고
몇몇 케이스에서는 종양이 완전히 사라졌습니다.
종양이 실제로 치료된 것입니다.
(박수)
이러한 접근법의 대단한 점은 이것이 개별화가 가능하다는 겁니다.
우리는 서로 다른 돌연변이와 종양의 방어 매커니즘을
찾아가기 위한 수많은 siRNA 층을 더할 수 있습니다.
그리고 우리는 나노 입자의 핵에 서로 다른 약물을 넣을 수도 있습니다.
의사들이 어떻게 환자들을 테스트할지 알고
종양의 유전자 특성을 명백하게 이해한다면
그들은 우리가 환자들에게 이러한 유전자 차단제를 사용하는 전략이
이득인지 결정하는데 도움을 줄 것입니다.
난소암은 제게 매우 특별합니다.
이는 매우 공격적인 암이고
그렇기 때문에 매우 늦은 단계에 발견되며
그때는 많이 진행되어 있고
수많은 유전자 돌연변이들을 가지고 있습니다.
첫 번째 화학치료가 끝난 후
환자 중 75% 정도가 재발합니다.
그리고 보통 사용한 약물에 내성을 가진 형태로 재발하죠.
매우 높은 단계의 난소암은
가장 강력한 슈퍼악당 중 하나입니다.
그리고 지금부터 우리의 초강력 병기가
이를 무찌르도록 안내해보죠.
연구자로서
저는 주로 환자와 일하지는 않습니다.
하지만 최근에 난소암에서 살아남은
미미라는 한 엄마와 그녀의 딸인 페이지를 만났습니다
저는 엄마와 딸이 보여주는 낙천적이고 강한 모습과
서로 용기를 주는 그들의 모습과 사연에
깊은 감명을 받았습니다.
이 강연에서 우리는 암에 대한 여러가지 기술들에 대해서
이야기 해보았습니다.
그리고 미미에게
그녀에 딸을 포함한 다음 세대를 위한
희망을 주는 이러한 노력을 설명했을 때
그녀는 울먹였습니다.
이는 정말 감동적이었습니다.
이는 단지 정말로 우아한 과학을 만드는 것만은 아닙니다.
사람의 인생을 바꾸는 것입니다.
또한 분자단위의 공학 기술력을
이해하는 것입니다.
저는 페이지와 같은 학생들은 진로를 향해 갈 것이고
그들은 새로운 가능성을 열 겁니다.
세계에 있는 중요한 건강 문제를 다루는데
난소암, 신경성 질병, 감염병 같은 것을 포함하죠.
저를 위해서 화학 공학이 문을 열기 위한 방법을 찾은 것 처럼
인류를 치유하기 위한
보다 얇은 형태 및 분자를 위한
공학적인 방법이 제공될 것입니다.
감사합니다.
(박수)
Ракот влијае на сите нас,
посебно оние кои се враќаат назад одново и одново,
високо инванзивните и оние отпорни на лекови,
оние кои му пркосат на медицинскиот третман
дури и кога ги напаѓаме со најдобрите лекови.
Инжинерството на молекуларно ниво,
работата во најмалите размери
може да овозможи возбудливи нови начини
за борба против најагресивните форми на рак.
Ракот е многу паметна болест.
Има некои форми на рак,
кои, за среќа имаме релативно добро научено како да ги третираме
со докажани лекови и хирушки зафати.
Но, има некои видови на рак
кои не реагираат на овие пристапи,
и туморот преживува или се враќа назад,
дури и по жесток напад со лекови.
Овие многу агресивни форми на рак се како
главните негативци од стриповите.
Тие се паметни, прилагодливи
и многу добро знаат како да опстанат.
Како и повеќето денешни негативци,
нивните супермоќи се резултат на генетска мутација.
Внатре во овие туморозни клетки, гените мутирале на таков начин
што овозможува незамисливи начини на преживување,
и со тоа му помага на ракот да ги преживее
дури и нашите најдобри хемотерапевтски третмани.
Еден пример е генот кој ѝ овозможува на клетката
да го оттурне лекот кој се приближува
кон неа,
пред лекот да може да има ефект.
Замислете--клетката ефикасно го исфрла лекот.
Ова е само еден пример од многуте генетски трикови,
кои во ракавот ги има нашиот негативец, ракот.
Сè поради мутирани гени.
Значи, имаме негативец со неверојатни супермоќи.
Затоа ни треба нов, силен начин на напад.
Всушност, можеме да исклучиме ген.
Клучот е во групата молекули позната како siRNA.
siRNA се кратки секвенци од генетски код
кои ѝ кажуваат на клетката кој ген да го блокира.
Секојa siRNA молекулa може да исклучи одреден ген
внатре во клетката.
Во годините после нивното откривање,
научниците беа многу возбудени
за примената на овие блокатори, во медицината.
Но, има проблем.
siRNA работи добро внатре во клетката.
Меѓутоа ако биде изложена на ензимите
кои се во нашите ткива и крвоток,
се распаѓа за неколку секунди.
Треба да се спакува и да се заштити додека патува низ телото,
одејќи кон нејзината крајна цел, во канцерогената клетка.
Еве ја нашата стратегија.
Прво ќе ја дозираме канцерогената клетка со siRNA, блокаторот на гени,
така ќе ги стишиме гените за преживување,
и на крај ќе ја збришеме со хемотерапијата.
Но, како да го изведеме ова?
Преку молекуларен инженеринг,
всушност можеме да направиме супероружје
кое може да минува низ нашиот крвоток.
Треба да биде доволно мало за да мине низ крвотокот,
доволно мало за да пенетрира низ ткивото на туморот,
и доволно мало за да биде внесено во канцерогената клетка.
За да ја изврши оваа работа правилно
треба да биде колку една стотина од човечко влакно.
Да видиме одблизу како можеме да изградиме ваква наночестичка.
Прво, да почнеме со нејзиното јадро.
Тоа е мала капсула која содржи хемотерапевтски лек.
Ова е отровот кој ќе го сопре животот на туморозната клетка.
Јадрото ќе го обвиткаме со многу тенок
нанометарски тенок слој од siRNA.
Ова е нашиот блокатор на гени.
Бидејќи siRNA e силно негативно наелектризирана,
неа можеме да ја заштитиме
со фин, заштитен слој од позитивно наелектризиран полимер.
Двете спротивно наелектризирани молекули се привлекуваат
и така се држат заедно,
а тоа ни дава заштитен слој
кој не ѝ дозволува на siRNA да се распадне во крвотокот.
Скоро завршивме.
(Смеа)
Има уште една голема пречкa на коja треба да мислиме.
Всушност, можеби и најголемата пречка од сите.
Како да го поставиме ова супероружје?
Секое добро оружје треба да биде насочено,
а ова треба да го насочиме кон суперзлосторничките клетки
кои се во туморот.
Но нашите тела имаат природен имуно-одбрамбен систем.
Клетки што се наоѓаат во крвотокот.
Тие го препознаваат она што не припаѓа таму,
а потоа го уништуваат или го елиминираат.
Погодете што? Нашата наночестичка ја препознаваат како туѓо тело.
Затоа мораме да ја протнеме без да ја забележи одбрамбениот систем на туморот.
Треба да ја протнеме така
што ќе ја замаскираме.
Треба да додадеме уште еден негативно наелектризиран слој
околу наночестичката
кој ќе има две улоги.
Прво, надворешниот слој е еден од природно наелектризираните,
високо хидрирани полисахариди, кои се наоѓаат во нашите тела.
Формира облак од водни молекули околу наночестичката,
кој ни дава ефект на невидлива наметка.
Оваа невидлива наметка ѝ овозможува на наночестичката
да патува низ крвотокот
доволно долгo и далеку за да стигне до туморот,
без да биде исфрлена од телото.
Второ, овој слој содржи молекули
кои на специфичен начин се врзуваат за туморозните клетки.
Откако ќе се врзат, клетката на ракот ја зема наночестичката,
и таа е сега во внатрешноста на канцерогената клетка
и се спрема за напад.
Во ред! И јас се чувствувам исто. Одиме!
(Аплауз)
siRNA е првата компонента која напаѓа.
Делува со часови,
доволно време за да ги пригуши и блокира гените одговорни за преживување.
На овој начин ги онеспособуваме генетските супермоќи
Останува само канцерогената клетка без некоја особена одбрана.
Потоа, хемотерапевтскиот лек излегува од јадрото
и ја уништува туморозната клетка чисто и ефикасно.
Со доволно генски блокатори,
ќе можеме да се справиме со многу различни видови на мутации,
овозможувајќи да се збришат туморите,
без да се остават некои злосторници.
Како функционира нашата стратегија?
Ги тестиравме ваквите наностурктурни честици врз животни,
користејќи високо агресивна форма на тројно-негативен рак на дојка.
Овој тројно-негативен рак на дојка го содржи токму оној ген
кој предизвикува исфрлањето на лекот против ракот.
Обично, доксорубицинот -- ќе го викаме "докс" -- е лекот
кој се дава прв при третирање на ракот на дојка.
Првично, нашите животни ги третиравме со јадро на докс, единствено докс.
Туморот го успори темпото на раст,
но сè уште растеше брзо,
дуплирајќи ја големината во период од две недели.
Потоа се обидовме со нашето комбинирано супероружје.
Честичка од нанослој и siRNA наспроти хемотерапевтската пумпа,
плус имаме докс во јадрото
Гледајте -- откривме дека не само што туморите престанаа да растат
туку и се намалија во големина
а во некои случаи дури и беа елиминирани.
Туморите всушност се повлекуваа.
(Аплауз)
Овој пристап е одличен бидејќи може да се персонализира.
Можеме да додадеме многу различни слоеви на siRNA
за да се справиме мутациите и одбрамбените механизми на туморот.
Можеме да ставиме различни лекови во јадрото на наночестичката.
Како што докторите учат како да ги тестираат пациентите
и да разберат одредени генетски видови на тумори,
тие можат да ни помогнат да одредиме кои пациенти би имале корист од овој
пристап и кои генски блокатори можеме да ги користиме.
Ракот на јајниците е посебен.
Многу агресивен вид на рак,
делумно затоа што се открива во многу доцна фаза,
кога е доста напреднат
и откако ќе развие многу генетски мутации.
По првата фаза од хемотерапијата,
овој рак се враќа кај 75% од пациентите.
И обично се враќа во форма која е отпорна на лекови.
Не-диференцираниот рак на јајници
е еден од најголемите негативци што постојат.
И сега ние го насочуваме нашето супероружје
за да го поразиме.
Како истражувач,
обично не работам со моите пациенти.
Но неодамна сретнав една мајка,
која го победила ракот на јајници, Мими и ќерка ѝ Пејџ.
Бев длабоко инспирирана од оптимизмот и силата
која и двете, мајката и ќерката ја демонстрираа
и од нивната приказна за храброст и поддршка.
На овој настан, зборувавме за разни технологии
против ракот.
Мими беше облеана во солзи
додека кажуваше како напорите кои ги правиме
ѝ даваат надеж за идните генерации,
вклучувајќи ја и нејзината ќерка.
Ова навистина ме трогна.
Не се работи само градење на елегантна наука.
Се работи за менување на човечки животи.
Се работи за разбирањето на моќта на инженерингот
на молекуларно ниво.
Студентите како Пејџ напредувајќи во своите кариери,
ќе отворат нови можности
за решавање на некои од големите светски здравствени проблеми --
вклучувајќи ги и ракот на јајниците, невролошките пореметувања, заразните
болести -- исто како што хемискиот инжинеринг мене ми ја отвори вратата
и овозможи да се врши инженеринг
на најситното ниво, молекуларното,
за да лечиме на човечко ниво.
Ви Благодарам.
(Аплауз)
Kanker raakt ons allemaal --
vooral de soorten die altijd terug blijven komen,
de zeer invasieve en resistente soorten
die elke medische behandeling tarten,
zelfs als we er onze beste geneesmiddelen op loslaten.
Manipulatie op moleculair niveau,
op de kleinste schalen,
kan opwindende nieuwe manieren bieden
om de meest agressieve vormen van kanker te bestrijden.
Kanker is een heel slimme ziekte.
Sommige vormen van kanker kunnen we gelukkig vrij goed de baas
met bekende en goed geteste medicijnen en chirurgie.
Maar sommige vormen van kanker
reageren niet op deze benaderingen;
de tumor overleeft of komt terug,
zelfs na een bombardement van geneesmiddelen.
Je kunt deze zeer agressieve vormen van kanker zien
als superschurken in een stripboek.
Ze zijn slim, flexibel
en weten heel goed in leven te blijven.
En, zoals de meeste superschurken dezer dagen,
komen hun superkrachten van een genetische mutatie.
De gewijzigde genen in deze tumorcellen
kunnen nieuwe en onvermoede vormen van overleving inschakelen en coderen,
waardoor de kankercel zelfs onze beste chemotherapiebehandelingen overleeft.
In een bepaald geval stelt een gen de cel in staat een geneesmiddel,
wanneer het de cel nadert,
weg te duwen,
voordat het enig effect heeft.
Stel je voor -- de cel spuugt in feite het geneesmiddel uit.
Dit is slechts één voorbeeld van de vele genetische trucs
in de gereedschapskist van onze superschurk, kanker.
Allemaal door gemuteerde genen.
We hebben dus een superschurk met ongelooflijke superkrachten.
Dus hebben we een nieuwe en krachtige aanpak nodig.
Wel, we kunnen een gen uitschakelen.
De sleutel is een set moleculen die bekend staat als siRNA.
siRNA zijn korte sequenties van genetische code
die een cel leren hoe ze een bepaald gen kunnen blokkeren.
Elk siRNA-molecuul kan een specifiek gen in de cel uitschakelen.
Al vele jaren sinds zijn ontdekking
zijn wetenschappers zeer enthousiast
over de mogelijke toepassing van deze genblokkers in de geneeskunde.
Maar er is een probleem.
siRNA werkt goed in de cel.
Maar als het wordt blootgesteld
aan de enzymen in ons bloed en onze weefsels,
degradeert het in enkele seconden.
Het moet worden verpakt en beschermd voor zijn reis door het lichaam
op weg naar het uiteindelijke doel in de kankercel.
Hier is onze strategie.
Eerst dienen we de kankercel de genblokker siRNA toe,
we schakelen die overlevingsgenen uit,
en dan vallen we aan met een chemobehandeling.
Maar hoe doen we dat?
Met behulp van moleculaire technieken
kunnen we een superwapen ontwerpen
dat via de bloedbaan kan reizen.
Het moet klein genoeg zijn om door de bloedbaan te kunnen,
klein genoeg om het tumorweefsel binnen te dringen
en ook nog eens klein genoeg om door de kankercel te worden opgenomen.
Daarvoor moet het ongeveer een honderdste van de dikte van een mensenhaar zijn.
Hoe kunnen we nu deze nanodeeltjes bouwen?
We beginnen eerst met de kern ervan.
Dat is een kleine capsule met het chemogeneesmiddel.
Dat is het gif dat de tumorcel gaat doden.
Rond deze kern wikkelen we een zeer dunne,
nanometer-dunne deken van siRNA.
Dat is onze genblokker.
Omdat siRNA sterk negatief geladen is,
kunnen we het beschermen
met een mooie, beschermende laag van positief geladen polymeer.
De twee tegengesteld geladen moleculen plakken aan elkaar
door ladingsaantrekking.
Dat geeft ons een beschermlaag
die voorkomt dat het siRNA degradeert in de bloedbaan.
We zijn bijna rond.
(Gelach)
Maar we moeten nog nadenken over een groot obstakel.
In feite het grootste obstakel van allemaal.
Hoe kunnen we dit superwapen inzetten?
Ik bedoel dat elk goed wapen moet worden gericht,
we moeten dit superwapen richten op de kwaadaardige doelcellen in de tumor.
Maar onze lichamen hebben een natuurlijk afweersysteem:
cellen in de bloedbaan
die dingen opsporen die er niet thuishoren,
zodat ze die kunnen vernietigen of elimineren.
En raad eens? Onze nanodeeltjes worden beschouwd als vreemd.
We moeten onze nanodeeltjes voorbij het tumorafweersysteem zien te krijgen.
We moeten ze voorbij dat mechanisme krijgen
dat indringers uitschakelt,
door ze te vermommen.
Dus, voegen we nog een negatief geladen laag toe aan deze nanodeeltjes.
Om twee redenen.
Ten eerste bestaat deze buitenlaag uit een van de natuurlijk opgeladen,
zeer gehydrateerde polysacchariden die zich in ons lichaam bevinden.
Het creëert een wolk van watermoleculen rondom het nanodeeltje
dat het onzichtbaar maakt.
Deze onzichtbaarheidsmantel staat de nanodeeltjes toe
om via de bloedbaan
lang en ver genoeg te reizen om de tumor te bereiken,
zonder dat het lichaam ze elimineert.
Ten tweede bevat deze laag moleculen
die zich specifiek aan onze tumorcel binden.
Eenmaal gebonden, neemt de kankercel het nanodeeltje op
en dan hebben we nanodeeltjes in de kankercel,
klaar voor hun taak.
Ziezo! Ik voel hetzelfde. Laten we gaan!
(Applaus)
Het siRNA wordt eerst ingezet.
Het werkt urenlang,
genoeg tijd om die overlevingsgenen te stoppen en te blokkeren.
We hebben nu die genetische superkrachten uitgeschakeld.
Wat overblijft is een kankercel zonder speciale verdediging.
Vervolgens komt het chemotherapiegeneesmiddel uit de kern
en vernietigt de tumorcel schoon en efficiënt.
Met voldoende genblokkers
kunnen we veel verschillende soorten mutaties aanpakken,
wat de kans vergroot om tumoren te vernietigen
zonder nog boosdoeners achter te laten.
Hoe werkt nu onze strategie?
We hebben deze nanodeeltjes uitgetest bij dieren
met behulp van een zeer agressieve vorm van triple-negatieve borstkanker.
Deze triple-negatieve borstkanker heeft het gen
dat kankermedicijn uitspuugt, zodra het geleverd wordt.
Meestal is doxorubicine -- laten we het ‘dox’ noemen --
het eerstelijnsmedicijn voor borstkanker.
We hebben onze dieren eerst behandeld met een dox-kern, dus alleen dox.
De tumor ging trager groeien,
maar hij groeide nog steeds snel,
in twee weken verdubbelde de omvang.
Vervolgens probeerden we ons combinatiesuperwapen.
Een nanolaagdeeltje met siRNA tegen de chemopomp,
met daarbij dox in de kern.
En kijk -- we zagen dat niet alleen de tumoren stopten met groeien,
ze werden kleiner en in sommige gevallen zelfs geëlimineerd.
De tumoren gingen daadwerkelijk achteruit.
(Applaus)
Het interessante aan deze aanpak is dat hij kan worden gepersonaliseerd.
We kunnen veel verschillende lagen van siRNA toevoegen
om verschillende mutaties en tumorafweermechanismen aan te pakken.
Wij kunnen ook verschillende geneesmiddelen
in de kern van het nanodeeltje steken.
Als artsen leren hoe patiënten te testen
en bepaalde genetische types van tumoren te begrijpen,
kunnen ze ons helpen bepalen welke patiënten
van deze strategie kunnen profiteren
en welke genblokkers we kunnen gebruiken.
Eierstokkanker raakt een speciale snaar bij mij.
Het is een zeer agressieve kanker,
deels omdat hij pas laat ontdekt wordt,
wanneer hij al zeer geavanceerd is
en er een aantal genetische mutaties zijn.
Na de eerste kuur chemotherapie
komt deze kanker terug bij 75 procent van de patiënten.
En meestal in een geneesmiddel-resistente vorm.
Intense eierstokkanker
is een van de grootste superschurken die er zijn.
En nu richten we ons superwapen
op zijn nederlaag.
Als onderzoeker
werk ik meestal niet met patiënten.
Maar onlangs ontmoette ik een moeder,
die eierstokkanker overleefde, Mimi, en haar dochter, Paige.
Ik werd diep geïnspireerd door het optimisme en de kracht
van zowel moeder als dochter.
En door hun verhaal van moed en ondersteuning.
We spraken over de verschillende technologieën
gericht op kanker.
En Mimi was in tranen
toen ze uitlegde hoe het leren over deze inspanningen
haar hoop geeft voor de toekomstige generaties,
met inbegrip van haar eigen dochter.
Dit raakte me echt.
Het gaat niet alleen over het doen aan echt elegante wetenschap.
Het gaat ook over het veranderen van het leven van mensen.
Het gaat over het begrijpen van de kracht van de techniek
op de schaal van moleculen.
Ik weet dat als studenten zoals Paige in hun carrière vorderen,
ze nieuwe wegen zullen vinden
voor de aanpak van een aantal grote mondiale gezondheidsproblemen --
zoals eierstokkanker, neurologische aandoeningen, infectieziekten --
net zoals chemische techniek deuren voor mij heeft geopend
en een manier van werken heeft verschaft
op de kleinste schaal, die van de moleculen,
om te genezen op de menselijke schaal.
Dank je.
(Applaus)
Nowotwór złośliwy dotyka nas wszystkich,
szczególnie te jego postaci, które ciągle nawracają,
bardzo inwazyjne, lekooporne,
które nie poddają się leczeniu medycznemu,
nawet jeśli atakujemy najlepszymi lekami.
Inżynieria na poziomie molekularnym,
praca na najmniejszej ze skal,
daje fascynujące, nowe możliwości
zwalczania najbardziej agresywnych rodzajów nowotworów złośliwych.
Nowotwór złośliwy to przebiegła choroba.
Na szczęście z pewnymi jego postaciami
radzimy sobie relatywnie dobrze
za pomocą znanych i skutecznych leków i zabiegów chirurgicznych.
Są jednak rodzaje nowotworów złośliwych,
które nie reagują na te sposoby leczenia,
dlatego nowotwór pozostaje lub wraca,
nawet po ataku lekami.
Można sobie wyobrazić, że bardzo agresywne rodzaje nowotworów
są niczym szwarccharaktery z komiksu.
Są przebiegli, łatwo się przystosowują
i doskonale posiedli sztukę przetrwania.
Jak w przypadku większości dzisiejszych szwarccharakterów,
ich niezwykłe moce pochodzą z mutacji genetycznych.
Geny, które uległy zmianie wewnątrz komórek nowotworowych,
umożliwiają i kodują nowe, niewyobrażalne sposoby przetrwania,
co umożliwia nowotworowi złośliwemu
przetrwać najlepsze zabiegi chemioterapii.
Jednym z przykładów jest sztuczka, w której gen pozwala komórce,
już wtedy, kiedy zbliża się do niej lek,
wypchnąć ten lek,
zanim przyniesie jakikolwiek skutek.
Komórka skutecznie "wypluwa" lek.
To tylko jeden z przykładów wielu genetycznych sztuczek,
które ma w zanadrzu szwarccharakter, nowotwór złośliwy.
Wszystko dzięki zmutowanym genom.
Mamy przed sobą szwarccharakter o niesamowitych mocach.
Dlatego potrzeba nowego i potężnego sposobu ataku.
Możemy wyłączyć gen.
Kluczem jest zbiór cząsteczek zwanych siRNA,
krótkich sekwencji genetycznego kodu,
które nakierowują komórkę na zablokowanie określonego genu.
Każda cząsteczka siRNA potrafi wyłączyć konkretny gen
wewnątrz komórki.
Od czasu tego odkrycia
naukowcy są bardzo zainteresowani tym,
jak wykorzystać w medycynie cząsteczki hamujące ekspresję genów.
Problem w tym,
że siRNA działa skutecznie wewnątrz komórki.
Jeśli zostanie poddany działaniu enzymów,
które są w krwiobiegu lub tkankach,
wtedy od razu się rozpada.
Musi zostać zapakowany i chroniony podczas podróży w organizmie
w drodze do punktu docelowego wewnątrz komórki nowotworowej.
Oto nasza strategia.
Najpierw podamy komórce nowotworowej dawkę siRNA hamującego ekspresję genów,
i wyciszymy geny odpowiedzialne za przeżycie,
a potem pokonamy ją za pomocą leku antynowotworowego.
Jak tego dokonamy?
Przy użyciu inżynierii molekularnej
możemy zaprojektować superbroń,
która może się przemieszczać po krwiobiegu,
ale musi być bardzo mała.
Musi być tak mała, żeby wniknąć w tkankę nowotworu,
i odpowiednio mała, żeby zostać pobrana przez komórkę nowotworową.
Żeby zrobić to dobrze,
musi mierzyć około jednej setnej wielkości ludzkiego włosa.
Przyjrzyjmy się temu, jak można zbudować taką nanocząsteczkę.
Zacznijmy od jej rdzenia.
To mała kapsułka zawierająca lek antynowotworowy.
To trucizna, która uśmierci komórkę nowotworową.
Wokół rdzenia owiniemy cienką powłokę,
nanometrowej wielkości warstwę siRNA.
To zahamuje ekspresję genów.
siRNA jest silnie elektroujemny,
dlatego możemy go ochronić
warstwą pozytywnie naładowanego polimeru.
Dwie przeciwnie naładowane cząsteczki przyciągną się do siebie
dzięki przyciąganiu się ładunków,
które zapewnia nam ochronną warstwę
zapobiegającą rozpadowi siRNA we krwi.
Prawie skończyliśmy.
(Śmiech)
Jest jeszcze jedna duża przeszkoda, o której należy pomyśleć.
To chyba największa z przeszkód.
Jak użyjemy tej superbroni?
Każda dobra broń musi mi mieć cel.
Musimy skierować tę superbroń przeciwko komórkom szwarccharakterów,
które znajdują się w nowotworze.
Nasze ciało ma naturalny, immunologiczny system ochrony,
komórki znajdujące się w krwiobiegu,
które wyłapują ciała obce,
żeby je zniszczyć i wyeliminować.
Nasza nanocząsteczka jest uznana za ciało obce.
Musimy ją przemycić, omijając system ochronny nowotworu.
Musimy ominąć mechanizm eliminacji obcego ciała,
maskując ją.
Dodajemy jeszcze jedną elektroujemną warstwę
wokół nanocząsteczki,
co służy dwóm celom.
Po pierwsze, zewnętrzna warstwa składa się z naturalnie naładowanych,
wysoko uwodnionych polisacharydów, które występują w organizmie.
Tworzy to chmurę cząsteczek wody wokół nanocząsteczki,
która daje efekt "szaty niewidzialności".
"Szata niewidzialności" pozwala nanocząsteczce
przemieszczać się po krwiobiegu
wystarczająco długo i daleko, żeby dostać się do nowotworu,
nie zostając wyeliminowaną z organizmu.
Po drugie, warstwa zawiera cząsteczki,
które łączą się z komórką nowotworową.
Kiedy się połączą, komórka nowotworowa wchłania nanocząsteczkę,
i dzięki temu mamy nanocząsteczkę wewnątrz komórki nowotworowej,
gotową do ataku.
Dobrze! Czuję to samo. Idziemy dalej!
(Brawa)
Najpierw zostaje wykorzystane siRNA.
Działa przez wiele godzin,
dając czas na wyciszenie i zahamowanie genów odpowiedzialnych za przeżycie.
Unieruchomiliśmy genetyczne supermocarstwo.
Pozostaje komórka nowotworowa bez specjalnych mechanizmów obrony.
Następnie lek antynowotworowy wydostaje się z rdzenia
i niszczy komórkę nowotworową gładko i skutecznie.
Dzięki odpowiedniej liczbie cząsteczek hamujących ekspresję genów
można walczyć z różnymi rodzajami mutacji,
dając szansę na pozbycie się nowotworów,
bez pozostawienia jakichkolwiek śladów.
Jak działa nasza strategia?
Przetestowaliśmy nanocząsteczki na zwierzętach,
wykorzystując bardzo agresywny rodzaj potrójnie negatywnego raka piersi,
którego gen
usuwa lek antynowotworowy zaraz po jego podaniu.
Zazwyczaj doxorubicyna, w skrócie "dox", jest lekiem antynowotworowym
używanym w pierwszej linii obrony przeciwko rakowi piersi.
Najpierw podaliśmy zwierzętom rdzeń z dox.
Guz spowolnił tempo wzrostu,
ale nadal rósł szybko,
podwajając wielkość w ciągu dwóch tygodni.
Następnie spróbowaliśmy naszej połączonej superbroni.
Nanowarstwowa cząsteczka z siRNA przeciwko pompie infuzyjnej,
a dodatkowo w jej rdzeniu dox.
Odkryliśmy, że nie tylko guzy przestały rosnąć,
ale zmniejszyły rozmiar,
i zostały wyeliminowane w niektórych przypadkach.
Guzy ulegały reemisji.
(Brawa)
Co ważne w tej metodzie, można to personalizować.
Możemy dodać wiele różnych warstw siRNA,
żeby skierować je przeciwko wielu mutacjom i mechanizmom obronnym nowotworu.
Możemy umieścić różne leki w rdzeniu nanocząsteczki.
Lekarze uczą się, jak badać pacjentów,
i rozumieć genetyczne typy nowotworów,
co pozwoli określić, którzy pacjenci mogą skorzystać z tej strategii,
i które cząsteczki hamujące geny można wykorzystać.
Rak jajnika porusza mnie szczególnie.
To agresywna forma nowotworu złośliwego,
po części dlatego, że wykrywa się go bardzo późno,
kiedy jest bardzo zaawansowany,
i wstępują liczne mutacje genetyczne.
Po pierwszym cyklu chemioterapii
rak powraca u 75% pacjentek.
Zazwyczaj powraca w postaci odpornej na lek.
Bardzo złośliwa forma raka jajnika
to jeden z największych szwarccharakterów.
Teraz kierujemy przeciw niemu superbroń,
żeby go pokonać.
Jako badaczka
nie mam zazwyczaj kontaktu z pacjentami.
Jednak niedawno spotkałam matkę o imieniu Mimi,
która przeżyła raka jajnika, i jej córkę Paige.
Głęboko zainspirował mnie optymizm i siła,
którą miała matka i córka,
i ich opowieść o odwadze i wsparciu.
Podczas tego spotkania mówiłyśmy o różnych technologiach
skierowanych przeciw nowotworom złośliwym.
Mimi miała łzy w oczach,
kiedy tłumaczyła, jak wiedza o tych wysiłkach
daje nadzieję dla przyszłych pokoleń,
włączając w to jej córkę.
Poruszyło mnie to.
Nie chodzi jedynie o tworzenie "eleganckiej" nauki.
Chodzi o poprawę życia.
Chodzi o zrozumienie potęgi inżynierii
w skali molekularnej.
Kiedy studenci tacy jak Paige będą rozwijać się zawodowo,
stworzą nowe możliwości walki
z poważnymi problemami zdrowotnymi na świecie,
włączając w to raka jajnika, choroby neurologiczne i zakaźne.
Tak jak inżynieria chemiczna otworzyła przede mną drzwi
i pokazała sposób na inżynierię
na najmniejszej ze skal, molekularnej skali,
żeby leczyć na skalę człowieka.
Dziękuję.
(Brawa)
O cancro afeta-nos a todos nós,
especialmente aqueles que voltam vezes sem conta,
os altamente invasivos e os que resistem às drogas,
os que desafiam o tratamento médico,
mesmo quando os tratamos com as melhores drogas que temos.
A engenharia a nível molecular,
que funciona à mais pequena das escalas,
pode proporcionar novas formas entusiasmantes
de lutar contra as formas mais agressivas do cancro.
O cancro é uma doença muito inteligente.
Há algumas formas de cancro
que, felizmente, já aprendemos a tratar relativamente bem
com cirurgias e drogas conhecidas e estabilizadas.
Mas há outras formas de cancro
que não reagem a essas abordagens
e o tumor sobrevive ou reaparece,
mesmo depois dum massacre de drogas.
Podemos pensar nestas formas muito agressivas de cancro
como uma espécie de supervilões dum história de banda desenhada.
São espertos, são adaptáveis
e são muito bons em manterem-se vivos.
Tal como a maior parte dos supervilões dos nossos dias,
os seus superpoderes provêm duma mutação genética.
Os genes que são modificados no interior das células deste tumor
podem permitir e codificar novos modos inimagináveis de sobrevivência,
permitindo que a célula cancerosa viva,
apesar dos melhores tratamentos de quimioterapia.
Por exemplo, há um artifício em que um gene permite que uma célula,
quando a droga se aproxima da célula,
expulse a droga
antes que a droga cause qualquer efeito.
Imaginem — a célula cospe a droga.
Este é apenas um exemplo das muitas artimanhas genéticas
na manga do nosso supervilão, o cancro.
Tudo isto devido a genes mutantes.
Portanto, temos um supervilão com superpoderes incríveis.
Precisamos de um modo de ataque novo e poderoso.
Na realidade, podemos desligar um gene.
A chave é um conjunto de moléculas conhecidas por siRNA.
Os siRNA são sequências curtas de código genético
que guiam uma célula para bloquear um determinado gene.
Cada molécula de siRNA pode desligar um gene específico
no interior da célula.
Durante muitos anos depois desta descoberta,
os cientistas ficaram muito entusiasmados
em saber como aplicar na medicina estes bloqueadores de genes.
Mas há um problema.
Os siRNA funcionam bem no interior da célula.
Mas, se forem expostos às enzimas
que residem na corrente sanguínea ou nos tecidos,
degradam-se em poucos segundos.
Têm que ser embrulhados, protegidos, durante toda a viagem pelo corpo
no seu percurso até ao destino final no interior da célula cancerosa.
A nossa estratégia é esta.
Primeiro, aplicamos uma dose de siRNA, o gene bloqueador, à célula cancerosa
e silenciamos os genes sobreviventes.
Depois, saturamo-la com uma droga química.
Mas como é que fazemos isso?
Usando a engenharia molecular,
podemos conceber uma superarma
que pode viajar pela corrente sanguínea.
Tem que ser suficientemente pequena para entrar na corrente sanguínea,
tem que ser suficientemente pequena para penetrar no tecido do tumor,
e tem que ser suficientemente pequena para penetrar na célula cancerosa.
Para fazer este trabalho bem feito,
tem que ter o tamanho de cerca de um centésimo dum cabelo humano.
Vejamos mais de perto como construímos esta nanopartícula.
Primeiro, comecemos com o núcleo da nanopartícula.
É uma diminuta cápsula que contém a droga da quimioterapia.
É o veneno que vai acabar com a vida da célula do tumor.
Envolvemos este núcleo
com uma camada muito delgada, de nanómetros, de siRNA.
É o bloqueador do gene.
Como o siRNA tem uma forte carga negativa,
podemos protegê-lo
com uma boa camada protetora de um polímero com carga positiva.
As duas molécula com cargas opostas ficam coladas,
através da atração de cargas opostas
o que nos fornece uma camada protetora
que impede que o siRNA se degrade na corrente sanguínea.
Está quase pronto.
(Risos)
Mas ainda há um grande obstáculo em que temos que pensar.
Com efeito, provavelmente é o maior obstáculo de todos.
Como é que posicionamos esta superarma?
Ou seja, uma arma eficaz precisa de ser direcionada,
temos que dirigir a superarma para as células malignas
que residem no tumor.
Mas o nosso corpo tem um sistema imuno-defensivo natural:
células que residem na corrente sanguínea
e detetam coisas que não lhe pertencem,
para as destruírem ou eliminarem.
Sabem uma coisa? A nossa nanopartícula é considerada um objeto estranho.
Temos que insinuar a nanopartícula por entre o sistema de defesa do tumor.
Temos que fazê-la passar por esse mecanismo
que tenta libertar-se do objeto estranho,
mascarando-a.
Portanto, acrescentamos mais uma camada de carga negativa
em volta da nanopartícula,
o que tem dois objetivos.
Primeiro, esta camada exterior é um dos polissacarídeos
de carga natural, altamente hidratado, que residem no nosso corpo.
Cria uma nuvem de moléculas de água em volta da nanopartícula
que lhe dá um efeito de capa de invisibilidade.
Esta capa de invisibilidade permite que a nanopartícula
viaje através da corrente sanguínea
o tempo e a distância necessárias para chegar ao tumor
sem ser eliminada pelo corpo.
Segundo, esta camada contém moléculas
que se ligam especificamente à célula do tumor.
Uma vez ligadas, a célula cancerosa agarra na nanopartícula
e ficamos com a nanopartícula no interior da célula cancerosa
pronta a instalar-se.
Ótimo! Também me sinto assim. Vamos lá!
(Aplausos)
O siRNA instala-se primeiro.
Atua durante horas,
dando tempo suficiente para silenciar e bloquear os genes sobreviventes.
Agora, esses superpoderes genéticos já estão fora de ação.
O que resta é uma célula cancerosa sem defesas especiais.
Depois, a droga da quimioterapia sai do núcleo
e destrói a célula do tumor, de modo limpo e eficaz.
Com bloqueadores genéticos suficientes,
podemos tratar muitos tipos diferentes de mutações,
permitindo a hipótese de erradicar tumores,
sem deixar para trás nenhuns vilões.
Como é que funciona a nossa estratégia?
Testámos estas partículas de nano-estrutura em animais
usando uma forma muito agressiva de cancro da mama triplamente negativo.
Este cancro da mama triplamente negative exibe o gene
que expele a droga para o cancro logo que ela é ministrada.
Normalmente, é a doxorrubicina — chamemos-lhe "dox" — a droga
para o tratamento de primeira linha do cancro da mama.
Portanto, primeiro tratámos os animais com um núcleo de dox, dox apenas.
O tumor diminuiu o ritmo de crescimento,
mas continuou a crescer rapidamente,
duplicando de tamanho durante um período de duas semanas.
Depois, tentámos a nossa superarma combinada.
Uma nanocamada de partículas com siRNA contra a bomba química,
mais a dox no núcleo.
Reparem — verificámos que os tumores deixaram de crescer
e também diminuíram de tamanho
e, nalguns casos, foram eliminados.
Os tumores estavam a regredir.
(Aplausos)
O que é importante nesta abordagem é que pode ser personalizada.
Podemos adicionar muitas camadas diferentes de siRNA
para tratar de diferentes mutações e mecanismos de defesa de tumores.
Podemos pôr drogas diferentes no núcleo da nanopartícula.
À medida que os médicos aprendam a testar os doentes
e compreendam determinados tipos genéticos de tumores,
podem ajudar-nos a determinar
quais os doentes que podem beneficiar desta estratégia
e quais os bloqueadores genéticos que podemos usar.
O cancro do ovário vibra em mim uma corda especial.
É um cancro muito agressivo,
em parte porque só se descobre em fases muito tardias,
quando está demasiado avançado
e há uma série de mutações genéticas.
Depois da primeira fase de quimioterapia
este cancro regressa em 75% das doentes.
Normalmente, regressa numa forma resistente às drogas.
O cancro do ovário de alto nível
é um dos supervilões á solta.
Estamos agora a dirigir a nossa superarma
para o derrotar.
Enquanto investigadora,
normalmente não trabalho com doentes.
Mas, recentemente, encontrei uma mãe sobrevivente dum cancro do ovário.
Mimi e a sua filha Paige.
Senti-me profundamente inspirada pelo otimismo e força
que mãe e filha exibiam
e pela sua história de coragem e apoio.
Nesta conferência, falámos das diversas tecnologias
viradas para o cancro.
Mimi estava desfeita em lágrimas
quando me explicou que ouvir falar destes esforços
lhe dá esperança para as gerações futuras,
incluindo a sua filha.
Isso comoveu-me.
Não se trata apenas de criar uma ciência elegante,
trata-se de mudar a vida das pessoas.
Trata-se de perceber o poder da engenharia
à escala das moléculas.
À medida que estudantes como Paige, avançam nas suas carreiras,
vão abrir novas possibilidades
na abordagem de alguns dos grandes problemas de saúde mundiais
— incluindo o cancro do ovário, os distúrbios neurológicos,
as doenças infecciosas —
tal como a engenharia química encontrou forma de me abrir algumas portas
e me proporcionou uma forma de engenharia
à escala mais diminuta, a das moléculas,
para curar à escala humana.
Obrigada.
(Aplausos)
O câncer afeta todos nós,
especialmente os que sempre retornam,
os muito invasivos e os resistentes às drogas,
os que resistem ao tratamento médico,
mesmo quando usamos nossas melhores drogas.
A engenharia em nível molecular,
trabalhando na menor das escalas,
pode prover novas e excitantes formas
para combater os tipos mais agressivos de câncer.
O câncer é uma doença muito inteligente.
Há alguns tipos de câncer,
que, por sorte, aprendemos como tratar relativamente bem
com drogas conhecidas e eficientes, e cirurgia.
Mas há alguns tipos de câncer
que não reagem a essas abordagens,
e o tumor sobrevive ou ressurge,
mesmo depois de um massacre de drogas.
Podemos pensar nesses tipos muito agressivos de câncer
como supervilões de histórias em quadrinhos.
Eles são inteligentes, adaptáveis,
e muito bons em permanecer vivos.
E, como a maioria dos supervilões hoje em dia,
seus superpoderes surgem de uma mutação genética.
Os genes que são modificados dentro das células do tumor
podem habilitar e codificar novos e inimagináveis modos de sobrevivência,
permitindo à célula cancerosa sobreviver a até mesmo
nossos melhores tratamentos quimioterápicos.
Um exemplo é um truque no qual um gene permite a uma célula,
mesmo quando a droga aborda a célula,
expulsar a droga,
antes da droga poder ter algum efeito.
Imagine: a célula efetivamente cospe a droga.
Esse é apenas um exemplo dos muitos truques genéticos
na bolsa do nosso supervilão, o câncer,
tudo isso devido aos genes mutantes.
Então, nós temos um supervilão com superpoderes inacreditáveis,
e precisamos de um novo e poderoso modo de ataque.
Na verdade, podemos desligar um gene.
A chave é um conjunto de moléculas conhecidas como siRNA.
As siRNA são sequências pequenas de código genético
que guiam uma célula para bloquear um certo gene.
Cada molécula siRNA pode desligar um gene específico
dentro da célula.
Por muitos anos desde sua descoberta,
cientistas têm estado muito animados
com a possibilidade de aplicar bloqueadores genéticos na medicina.
Mas, existe um problema.
A siRNA funciona bem dentro da célula.
Mas se ficar exposta às enzimas
que vivem no nosso sangue ou tecidos,
ela se degrada em segundos.
Ela tem que ser empacotada, protegida em sua jornada pelo corpo
a caminho do alvo final dentro da célula cancerosa.
Então, aqui está nossa estratégia:
primeiro, vamos dosar a célula cancerosa com siRNA, o bloqueador de gene,
e silenciar os que sobreviverem,
e então vencê-lo com uma quimioterapia.
Mas como vamos realizar isso?
Usando engenharia molecular,
podemos na verdade projetar uma superarma
que pode atravessar a corrente sanguínea.
Tem que ser pequena o bastante para atravessar o sangue,
suficientemente pequena para penetrar no tecido do tumor,
e pequena o bastante para ser absorvida dentro da célula cancerosa.
Para fazer bem esse trabalho,
ela tem que ser 100 vezes menor que a espessura de um cabelo humano.
Vamos olhar de perto como podemos construir esta nanopartícula.
Primeiro, vamos começar com o seu núcleo.
É uma cápsula minúscula que contém a droga quimioterápica.
Esse é o veneno que vai acabar com a vida da célula do tumor.
Em volta desse núcleo, vamos envolver uma muito fina,
nanometricamente fina camada de siRNA.
Esse é o nosso bloqueador de gene.
Porque a siRNA tem uma carga fortemente negativa,
podemos protegê-la
com uma camada protetora de polímero com carga positiva.
As duas moléculas com cargas opostas ficam juntas
pela atração das cargas,
e isso nos dá uma camada protetora
que previne a degradação da siRNA na corrente sanguínea.
Estamos quase lá.
(Risos)
Há mais um grande obstáculo em que temos que pensar.
Na verdade, pode ser o maior obstáculo de todos.
Como posicionar essa superarma?
Digo, toda boa arma precisa ser direcionada,
temos que direcionar essa superarma para as células supervilãs
que vivem no tumor.
Mas nossos corpos têm um sistema imunológico de defesa natural:
as células que vivem no sangue
e selecionam os corpos estranhos,
para que os destruam ou os eliminem.
E adivinhem? Nossa nanopartícula é considerada um objeto estranho.
Temos que disfarçá-la perante o sistema de defesa do tumor..
Temos que passá-la por esse mecanismo de se livrar do objeto estranho,
disfarçando-a.
Adicionamos mais uma camada com carga negativa
ao redor da nanopartícula, o que serve a dois objetivos.
Primeiro, essa camada externa
é um dos polissacarídeos altamente hidratados,
e naturalmente carregados que vivem no nosso corpo.
Ela cria uma nuvem de moléculas de água ao redor da nanopartícula
que nos dá um efeito de capa de invisibilidade.
Essa capa de invisibilidade permite a nanopartícula
viajar pelo sangue
pelo tempo e distância suficiente para alcançar o tumor,
sem ser eliminada pelo corpo.
Segundo, essa camada contém moléculas
que se ligam especificamente à nossa célula do tumor.
Uma vez ligadas, a célula do câncer aceita a nanopartícula,
e agora temos nossa nanopartícula dentro da célula do câncer
e pronta para o combate.
Isso aí! Eu sinto o mesmo que vocês. Vamos lá!
(Aplausos)
A siRNA entra em ação primeiro
Ela age por horas,
dando tempo suficiente para silenciar e bloquear os genes sobreviventes.
Agora nós já desabilitamos os superpoderes genéticos.
O que resta é uma célula de câncer sem defesas especiais.
Então, a droga quimioterápica sai do núcleo
e destrói a célula do tumor pura e eficientemente.
Com genes bloqueadores suficientes,
podemos abordar vários tipos de mutações diferentes,
permitindo a chance de varrer os tumores,
sem deixar para trás quaisquer vilões.
Então, como funciona nossa estratégia?
Nós testamos essas partículas de nanoestrutura em animais
usando uma forma muito agressiva de câncer de mama triplo-negativo.
Esse câncer de mama triplo-negativo contém o gene
que cospe a droga tão logo ela é entregue.
Normalmente, a doxorrubicina, vamos chamá-la de "dox",
é a droga que se usa primeiro no tratamento de câncer de mama.
Então, tratamos nossos animais primeiro com um núcleo de dox, somente dox.
O tumor reduziu sua taxa de crescimento,
mas ainda cresceu rapidamente, dobrando de tamanho em duas semanas.
Então, tentamos nossa combinação de superarma.
Uma partícula de nanocamada com siRNA contra a bomba quimioterápica,
e mais, nós temos a dox no núcleo.
E veja, descobrimos que os tumores não apenas pararam de crescer,
eles realmente diminuíram de tamanho
e foram eliminados em alguns casos.
Os tumores estavam realmente regredindo.
(Aplausos)
O que é ótimo nessa abordagem é que pode ser personalizada.
Podemos adicionar várias camadas diferentes de siRNA
para abordar diferentes mutações e mecanismos de defesa do tumor.
E podemos colocar drogas variadas no núcleo da nanopartícula.
Uma vez que os médicos aprendam como testar os pacientes
e entendam certos tipos genéticos de tumor,
podem ajudar a determinar quais pacientes podem se beneficiar dessa estratégia
e quais bloqueadores de genes podemos usar.
O câncer de ovário mexe comigo de uma maneira especial.
É um câncer muito agressivo,
em parte porque é descoberto em fases muito avançadas,
quando está bem desenvolvido
e há um número grande de mutações genéticas.
Depois da primeira rodada de quimioterapia,
esse câncer volta em 75% dos pacientes.
E normalmente reaparece numa forma resistente à droga.
O câncer de ovário de alto grau
é um dos maiores supervilões por aí.
E agora estamos apontando nossa superarma para vencê-lo.
Como pesquisadora,
normalmente não trabalho com pacientes.
Mas recentemente conheci uma mãe
que é uma sobrevivente de câncer de ovário, Mimi, e sua filha, Paige.
Fui profundamente inspirada pelo otimismo e força
que mãe e filha mostraram
e pela história delas de coragem e apoio.
Naquele evento, falamos sobre as diferentes tecnologias
direcionadas ao câncer.
E Mimi estava chorando
enquanto explicava como aprender sobre esses esforços
dava a ela esperança para as gerações futuras,
incluindo sua própria filha.
Isso realmente me tocou.
Não se trata apenas de construir uma ciência realmente elegante.
Trata-se de mudar as vidas das pessoas.
É sobre entender o poder da engenharia
na escala das moléculas.
Uma vez que estudantes como Paige avancem em suas carreiras,
abrirão novas possibilidades
de enfrentar alguns dos grandes problemas de saúde do mundo,
incluindo câncer de ovário, desordens neurológicas, doenças contagiosas,
assim como a engenharia química achou uma forma de abrir portas para mim,
e tem provido uma forma de engenharia
na menor das escalas, no nível das moléculas,
para curar na escala humana.
Obrigada.
(Aplausos)
Cancerul ne afectează pe toți --
mai ales tipurile care revin,
cele profund invazive și rezistente la medicamente,
cele care sfidează tratamentele medicale,
chiar dacă le atacăm cu cele mai bune medicamente.
Ingineria la nivel molecular,
care lucrează la scara cea mai mică,
poate furniza noi moduri
de luptă împotriva celor mai agresive forme de cancer.
Cancerul e o boală foarte deșteaptă.
Sunt unele forme de cancer
pe care, din fericire, am învățat să le abordăm eficient
cu medicamente și chirurgie cunoscute și consacrate.
Dar sunt unele forme de cancer
care nu răspund la aceste abordări,
iar tumoarea supraviețuiește sau revine
chiar și după o 'ofensivă' medicamentoasă.
Ne putem gândi la aceste forme agresive de cancer
ca la un fel de răufăcători din benzile desenate.
Sunt isteți, sunt adaptabili
și sunt experţi în supravieţuire.
Ca mai toți răufăcătorii din ziua de azi,
superputerile lor provin dintr-o mutație genetică.
Genele modificate în interiorul acestor celule tumorale
pot activa și codifica moduri de supraviețuire noi, neimaginate,
care permit celulei canceroase să supraviețuiască
chiar și celor mai bune tratamente de chimioterapie.
De exemplu, un truc prin care o genă permite unei celule,
chiar când medicamentul atacă celula,
să respingă medicamentul
înainte ca el să aibă vreun efect.
Imaginați-vă: practic, celula scuipă medicamentul.
Acesta e doar un exemplu din numeroasele trucuri genetice
din mâna răufăcătorului nostru, cancerul.
Totul datorită genelor mutante.
Deci avem un răufăcător cu superputeri incredibile.
Ne trebuie un plan de atac nou și puternic.
De fapt, putem bloca o genă.
Cheia este un set de molecule, cunoscut ca siARN.
siARN sunt secvențe scurte de cod genetic
care ghidează o celulă să blocheze o anumită genă.
Fiecare moleculă siARN poate închide o anumită genă
în interiorul celulei.
Mulți ani de la descoperirea acesteia,
oamenii de știință au fost entuziasmați
de aplicarea în medicină a acestor blocanți ai genelor.
Dar există o problemă.
siARN funcționează bine înăuntrul celulei.
Dar dacă este expus la enzimele
din sângele sau țesuturile noastre,
se degradează în câteva secunde.
Trebuie să fie împachetat, protejat în călătoria lui prin corp
spre ținta finală din interiorul celulei canceroase.
Iată strategia noastră.
Întâi vom pune în celula canceroasă o doză de siARN, care blochează gena,
vom înăbuși genele supraviețuitoare
și o vom ataca cu un medicament chimioterapeutic.
Dar cum facem asta?
Folosind ingineria moleculară,
putem crea o super-armă
care poate călători prin sânge.
Trebuie să fie destul de mică să se poată strecura în sânge,
să penetreze țesutul tumoral
și să fie înghițită de celula canceroasă.
Pentru a reuși,
trebuie să fie de 100 de ori mai mică decât un fir de păr uman.
Să privim îndeaproape cum putem construi această nanoparticulă.
Să începem întâi cu nucleul nanoparticulei.
Este o capsulă mică ce conține medicamentul chimioterapeutic.
Acesta e otrava care va curma viața celulei canceroase.
În jurul miezului vom înfășura
șirul de siARN, subțire, de dimensiuni nanometrice.
Acesta e inhibitorul de gene.
Deoarece siARN are o puternică încărcătură negativă,
îl putem proteja
cu un strat protector de polimer încărcat pozitiv.
Cele două molecule cu încărcături opuse sunt unite
de forța electrostatică,
astfel asigurându-se un strat protector
care împiedică degradarea siARN-ului în sânge.
Suntem aproape gata.
(Râsete)
Dar mai există un mare obstacol ce trebuie luat în considerare.
De fapt, poate e cel mai mare obstacol.
Cum folosim această super-armă?
Orice armă bună trebuie să aibă o țintă,
trebuie să țintim celulele răufăcătoare
din tumoare.
Dar corpurile noastre au un sistem imunitar natural:
celulele din sânge
care culeg intruşii
pentru a-i distruge sau elimina.
Și ce să vezi! Nanoparticula noastră e considerată un corp străin.
Trebuie să furișăm nanoparticula dincolo de sistemul de apărare al tumorii.
Trebuie să o trecem dincolo de acest mecanism care elimină corpurile străine,
camuflând-o.
Așa că mai adăugăm un strat cu încărcătură negativă
în jurul nanoparticulei,
care îndeplinește două funcții.
Prima: acest strat exterior e unul din polizaharidele din corpul nostru
care sunt încărcate natural și sunt foarte hidratate.
Creează un nor de molecule de apă în jurul nanoparticulei
care acționează ca o pelerină invizibilă.
Această pelerină invizibilă permite nanoparticulei
să călătorească prin sânge
îndeajuns de mult și de departe ca să ajungă la tumoare
fără să fie eliminată de corp.
A doua: acest strat conține molecule
care aderă perfect la celula tumorală.
Odată fixată, celula canceroasă asimilează nanoparticula,
iar acum nanoparticula se află înăuntrul celulei canceroase
și e gata să acționeze.
Super! Așa simt și eu. Să mergem!
(Aplauze)
siARN-ul este lansat primul.
Acționează câteva ore,
lăsând destul timp pentru înăbuşirea și blocarea genelor supraviețuitoare.
Acum am dezactivat superputerile genetice.
Mai rămâne doar o celulă canceroasă fără mijloace de apărare.
În continuare, medicamentul chimioterapeutic iese din miez
și distruge celula tumorală curat și eficient.
Cu suficiente inhibitoare pentru gene,
putem aborda multe tipuri diferite de mutații,
permițând îndepărtarea tumorii
fără a lăsa nicio urmă.
Deci cum funcționează strategia noastră?
Am testat aceste particule de nanostructuri pe animale
folosind o formă foarte agresivă de cancer de sân triplu negativ.
Această formă de cancer prezintă gena
care scuipă medicamentul pentru cancer de îndată ce este administrat.
De obicei, doxorubicin -- să-i spunem „dox” -- e medicamentul pentru cancer
din tratamentele principale pentru cancerul de sân.
Așadar, am tratat întâi animalele cu o esență de dox, doar dox.
Creșterea tumorii a încetinit,
dar tot creștea rapid,
dublându-și dimensiunea în două săptămâni.
Apoi am încercat combinația cu super-arma noastră.
O particulă din nanostrat cu siARN atașată pompei de chimioterapie,
iar în miez se află dox.
Iată -- am descoperit nu doar că tumorile au încetat să crească,
ci chiar s-au micșorat
și au fost eliminate în unele cazuri.
Tumorile chiar regresau.
(Aplauze)
Partea extraordinară a acestei abordări e că poate fi personalizată.
Putem adăuga multe straturi diferite de siARN
pentru a aborda diferite mutații și mecanisme de apărare ale tumorii.
Putem să punem medicamente diferite în miezul nanoparticulei.
Medicii învață cum să testeze pacienți
și să înțeleagă anumite tipuri genetice de tumori,
ceea ce ne ajută să determinăm ce pacienți pot beneficia de această strategie
și ce blocaje pentru gene putem folosi.
Cancerul ovarian mă preocupă în mod special.
E o formă foarte agresivă de cancer,
în parte deoarece e descoperit în stadii foarte avansate,
în care există mai multe mutații genetice.
După prima serie de chimioterapie,
acest cancer revine la 75% dintre paciente.
De obicei revine într-o formă rezistentă la medicamente.
Cancerul ovarian în fază avansată
e unul din cei mai mari răufăcători.
Acum ne îndreptăm super-arma
spre nimicirea lui.
Ca și cercetător,
de obicei nu ajung să lucrez cu pacienții.
Dar de curând am cunoscut o mamă
care a supraviețuit cancerului ovarian, Mimi, și pe fiica ei, Paige.
Am fost profund inspirată de optimismul și forța
demonstrate de mamă și fiică
și de povestea lor despre curaj și sprijin.
La acest eveniment am vorbit despre diferitele tehnologii
care abordează cancerul.
Mimi plângea
explicându-ne că faptul că a aflat despre aceste eforturi
îi dă speranță pentru generațiile viitoare,
inclusiv pentru fiica ei.
Asta m-a impresionat.
Nu e vorba doar despre progresul științific elegant.
E vorba despre schimbarea vieților oamenilor.
Despre înțelegerea puterii ingineriei
la scară moleculară.
Știu că pe măsură ce studenți ca Paige avansează în cariera lor,
vor crea noi posibilități
de abordare a unora dintre marile probleme de sănătate din lume --
inclusiv cancer ovarian, tulburări neurologice, boli infecțioase --
la fel cum ingineria chimică a reușit să-mi deschidă uși
și a oferit o cale de inginerie
la cea mai mică scară, cea a moleculelor,
pentru vindecarea la scară umană.
Mulțumesc.
(Aplauze)
Рак никого не оставляет в стороне,
особенно те его виды, которые склонны к рецидивам,
инвазивные и устойчивые к препаратам,
те, что не поддаются терапии,
даже если на борьбу с ними бросают лучшие лекарства.
Молекулярная инженерия
работает на микроуровне
и может стать мощным оружием
в борьбе с самыми агрессивными формами рака.
Рак — очень умная болезнь.
Существуют формы рака,
с которыми мы, к счастью, справляемся относительно хорошо,
используя известные и зарекомендовавшие себя препараты.
Но некоторые формы рака
не реагируют на такое лечение.
Опухоль не исчезает или возникает вновь,
даже если на неё наступают по всем фронтам.
Об этих агрессивных формах рака можно думать
как о суперзлодеях из комиксов.
Они умны, легко адаптируются
и очень живучи.
Как часто бывает в наши дни,
своей суперсилой они обязаны генетической мутации.
Модифицированные гены в клетках опухоли
бывают запрограмированны на новые, ранее не виданные способы выживания,
что позволяет раку пережить
любые курсы химиотерапии.
Например, гены позволяют клетке,
когда она попадает в поле действия препарата,
вытолкнуть его,
прежде чем он возымеет действие.
Представьте, клетка успешно «выплёвывает» лекарство.
И это только один из возможных генетических трюков,
припасённых суперзлодеем раком.
И всё из-за мутировавших генов.
Итак, есть суперзлодей с невероятной суперсилой.
А нам нужно новое мощное оружие против него.
На самом деле можно отключить этот ген.
Секрет в наборе молекул, известных как миРНК:
миРНК — это короткие цепочки генетического кода,
помогающие клетке заблокировать определённый ген.
Каждая молекула миРНК отвечает за «отключение» конкретного гена
внутри клетки.
Многие годы с момента этого открытия
учёные питали надежду
использовать блокировку генов в медицине.
Однако есть проблема:
миРНК работает внутри клетки,
но под воздействием энзимов,
находящихся в кровотоке или тканях тела,
миРНК распадается за секунды.
Её нужно защитить в путешествии по организму,
пока она не доберётся до цели, не попадёт в раковую клетку.
Вот наша стратегия:
сначала мы накачаем раковую клетку миРНК, блокатором генов,
и отключим гены выживания,
а затем ударим по ней химиотерапией.
Но как это провернуть?
Используя молекулярную инженерию,
мы можем разработать супероружие,
способное передвигаться по кровотоку.
Оно должно быть крошечным, чтобы пройти по сосудам,
проникнуть в опухоль
и внутрь раковой клетки.
Чтобы справиться с этим заданием,
супероружие должно быть в сто раз меньше человеческого волоса.
Давайте разберём, как можно построить такую наночастицу.
Начнём с ядра наночастицы —
это крошечная капсула, содержащая химиопрепарат,
отраву, убивающую клетки опухоли.
Вокруг ядра мы обернём очень тонкий,
не толще нанометра, слой миРНК.
Это наш блокатор генов.
Поскольку миРНК имеет сильный отрицательный заряд,
её можно уберечь
с помощью защитного слоя положительно заряженного полимера.
Две противоположно заряженные молекулы
притягиваются друг к другу,
что создаёт защитный слой
и позволяет миРНК без потерь пройти по кровотоку.
Почти готово.
(Смех)
Но приходится решить ещё одну большую проблему.
Возможно, самую большую проблему.
Как это супероружие запустить?
Любое продвинутое вооружение должно быть направленным.
Это супероружие нужно нацелить на суперзлодейские клетки
в опухоли.
Однако наши тела имеют естественную иммунную защиту:
лейкоциты находятся в крови,
вычисляют чужаков,
чтобы их уничтожить или устранить.
Так вот, наша наночастица считается чужаком.
Её нужно провести мимо защитной системы опухоли
и мимо защитной системы организма
под прикрытием.
Добавляем наночастице
ещё один отрицательно заряженный слой.
Он служит двум целям.
Во-первых, этот внешний слой состоит из имеющих естественный заряд
сильно гидрированных полисахаридов, существующих в теле человека.
Вокруг наночастицы образуется облако из молекул воды,
играющих роль мантии-невидимки.
В такой мантии наночастица
может путешествовать по кровотоку
столько, сколько нужно, чтобы добраться до опухоли
и не быть уничтоженной организмом.
Во-вторых, в этом слое есть молекулы,
связывающиеся исключительно с клетками опухоли.
Как только они встречаются, раковая клетка поглощает наночастицу,
и та, оказавшись внутри раковой клетки,
готова атаковать.
У меня тоже такой настрой. Давай!
(Аплодисменты)
Первой начинает атаку миРНК.
Она действует несколько часов,
этого достаточно, чтобы заблокировать гены выживания.
Итак, генетическую суперсилу мы отключили.
Осталась раковая клетка, не имеющая специальной защиты.
Затем из ядра наночастицы поступает химиопрепарат
и разрушает раковую клетку чётко и эффективно.
Если блокаторов генов достаточно,
можно справиться со многими различными видами мутаций,
что даст шанс начисто и безвовзвратно
избавиться от опухолей.
Как же работает наша стратегия?
Мы опробовали эти наночастицы на животных
с очень агрессивной формой трижды негативного рака груди.
При таком виде рака наблюдается ген,
мгновенно выталкивающий химиопрепарат из раковой клетки.
Обычно первым против рака груди бросают
доксорубицин, или коротко докс.
Сначала животные получали только докс.
У опухолей снизились темпы роста,
но росли они всё равно быстро,
за две недели увеличиваясь вдвое.
Затем было использовано супероружие:
наночастица с комбинацией миРНК, химии
и доксом в ядре.
В результате опухоли не только перестали расти,
но и уменьшились в размере,
а в некоторых случаях даже исчезли.
Опухоли действительно отступали.
(Аплодисменты)
Этот подход особенно хорош тем, что может быть персонализирован.
Можно добавлять множество разных слоёв миРНК,
направленных против конкретных мутаций и раковых защитных механизмов.
В ядро наночастицы можно поместить различные лекарства.
Врачи повышают уровень диагностики,
учатся понимать определённые генетические типы опухолей;
так мы узнаём, каким пациентам будет полезна наша стратегия
и какие блокаторы генов использовать.
Рак яичников особенно задевает меня за живое.
Это очень агрессивный вид рака,
к тому же его обнаруживают только на поздних стадиях,
когда он уже сильно развит
и приобрёл ряд генетических мутаций.
После первого курса химиотерапии
этот рак возвращается у 75% пациентов.
Обычно новая форма устойчива к лекарствам.
Развитый рак яичников —
один из худших суперзлодеев.
Сейчас мы ставим целью уничтожить его
своим супероружием.
Как исследователь
я обычно не работаю с пациентами.
Однако недавно я встретила Мими,
пережившую рак яичника, и её дочь Пейдж.
Меня по-настоящему вдохновили оптимизм и сила
матери и дочери,
а также их история смелости и поддержки.
На том мероприятии мы говорили о разных технологиях,
направленных против рака.
Мими не сдержала слёз,
когда объясняла, что знание об этих разработках
даёт ей надежду на лучшее будущее,
в том числе для её дочери.
Меня это тронуло.
Дело не только в создании элегантной научной теории.
Важно, что мы меняем жизни людей,
осознаём возможности
молекулярной инженерии.
Знаю, что такие студенты, как Пейдж, профессионально развиваясь,
откроют новые возможности
решения крупнейших медицинских проблем современности,
включая рак яичников, неврологические расстройства, инфекционные заболевания,
так же, как химическая инженерия дала мне шанс
достигать целей
на уровне молекул
и исцелять всего человека.
Спасибо.
(Аплодисменты)
Rak pogađa sve nas,
naročito njegove vrste koje se vraćaju iznova i iznova,
one koje su izuzetno invazivne i otporne na lekove,
koje se opiru medicinskom lečenju,
čak i kada ih napadamo najboljim lekovima.
Inženjering na molekularnom nivou,
rad na najmanjem mogućem nivou
može pružiti uzbudljive nove načine
za borbu usmerenu protiv najagresivnijih oblika raka.
Rak je vrlo snalažljiva bolest.
Postoje neki oblici raka za koje smo, srećom,
relativno dobro naučili kako da se postaramo
poznatim i potvrđenim lekovima i operacijama.
Međutim, postoje neke vrste raka
koje ne reaguju na te pristupe
i tumor preživi ili se vrati,
čak i nakon snažnog napada lekovima.
Možemo da zamislimo te vrlo agresivne oblike raka
kao superzlikovce u stripovima.
Pametni su, prilagodljivi
i vrlo uspešni u preživljavanju.
Takođe, kao i kod većine superzlikovaca u poslednje vreme,
njihove supermoći proističu iz genetske mutacije.
Geni koji su izmenjeni unutar ćelija tumora
mogu da osposobe i pronađu ključ za nove nezamislive vidove preživljavanja,
omogućavajući ćelijama raka da prežive
čak i naša najbolja lečenja hemoterapijom.
Jedan od primera je trik u kome gen omogućava da ćelija,
čak i dok se lek približava ćeliji,
istisne lek,
pre nego što on može ostvariti dejstvo.
Zamislite, ćelija efikasno odbacuje lek.
Ovo je samo jedan primer od mnogo genetskih trikova
u vreći našeg superzlikovca, raka.
Sve to je zahvaljujući mutantskim genima.
Dakle, imamo superzlikovca sa neverovatnim supermoćima.
Potreban nam je nov i snažan način napada.
Zapravo, možemo isključiti gen.
Ključ je grupa molekula poznata kao siRNK.
Ona predstavlja kratke nizove genetskog koda
koji dovode do toga da ćelija blokira određeni gen.
Svaki siRNK molekul može da isključi određeni gen
unutar ćelije.
Mnogo godina od njenog otkrića,
naučnici su bili veoma uzbuđeni
zbog načina na koje možemo primeniti te blokatore gena u medicini.
Međutim, postoji problem.
Molekul siRNK dobro funkcioniše unutar ćelije,
ali kada je izložen enzimima
koji se nalaze u našem krvotoku ili našim tkivima,
razgrađuje se za nekoliko sekundi.
Mora da se upakuje i zaštiti tokom svog putovanja kroz telo,
na svom putu ka krajnjoj meti unutar ćelije raka.
Dakle, evo naše strategije.
Najpre ćeliji raka damo dozu siRNK-a, blokatora gena,
i zaustavimo te gene za preživljavanje,
a zatim je dotučemo hemoterapijom.
Kako da to sprovedemo?
Pomoću molekularnog inženjeringa,
možemo konstruisati superoružje
koje može da putuje kroz krvotok.
Mora da bude dovoljno malo da prođe kroz krvotok,
dovoljno malo da prodre u tkivo tumora
i mora da bude dovoljno malo da ga ćelija raka može preuzeti u sebe.
Da bi dobro obavila zadatak,
mora otprilike biti veličine stotog dela ljudske dlake.
Hajde da bliže pogledamo kako možemo da sačinimo ovu nanočesticu.
Prvo, započnimo jezgrom nanočestice.
To je malena kapsula koja sadrži lek hemoterapije.
To je otrov koji će okončati život ćelije tumora.
Oko tog jezgra obmotaćemo vrlo tanak,
nekoliko nanometara tanak prekrivač molekula siRNK.
To je naš blokator gena.
Zato što je siRNK jako negativno naelektrisan,
možemo ga zaštititi
finim zaštitnim slojem pozitivno naelektrisanog polimera.
Dva suprotno naelektrisana molekula se priljube zajedno
pomoću privlačenja naboja,
a to nam obezbeđuje zaštitni sloj
koji sprečava da se siRNK razgradi u krvotoku.
Skoro da smo završili.
(Smeh)
Ipak, postoji još jedna velika prepreka o kojoj moramo da mislimo.
Zapravo, to je možda najveća prepreka od svih.
Kako da primenimo ovo superoružje?
Mislim, svako dobro oružje mora da ima metu,
moramo da naciljamo to superoružje ka ćelijama superzlikovca
koje se nalaze u tumoru.
Međutim, naše telo ima prirodni imuni sistem za obranu,
ćelije koje postoje u krvotoku
i prepoznaju šta tu ne pripada,
tako da to mogu da unište ili uklone.
Pogodite šta? Naša nanočestica se smatra stranim telom.
Moramo da prokrijumčarimo nanočesticu pored sistema odbrane tumora.
Moramo da je dovedemo krišom od ovog mehanizma uklanjanja stranih tela
tako što ćemo je maskirati.
Zato dodajemo još jedan sloj negativnog naboja
oko te nanočestice,
što ima dve svrhe.
Prvo, taj spoljašnji sloj je jedan od prirodno naelektrisanih,
visoko hidriranih polisaharida koji postoje u našem telu.
On stvara oblak molekula vode oko nanočestice,
što nam daje efekat nevidljivog zastora.
Nevidljivi zastor omogućava nanočestici
da putuje kroz krvotok
dovoljno dugo i daleko da stigne do tumora,
a da je telo ne ukloni.
Drugo, ovaj sloj sadrži molekule
koji se posebno vezuju za ćeliju tumora.
Kada se jednom vežu, ćelija raka preuzima nanočesticu
i sada imamo nanočesticu unutar ćelije raka
i spremnu da se aktivira.
To! I ja se isto tako osećam. Hajdemo!
(Aplauz)
Molekul siRNK nastupa prvi.
Deluje satima,
dajući dovoljno vremena da se zaustave i blokiraju ti geni za preživljavanje.
Sada smo onesposobili te genetske supermoći.
Ono što ostaje je ćelija raka bez naročitih odbrana.
Tada hemoterapijski lek izlazi iz jezgra
i uništava ćeliju tumora čisto i efikasno.
Sa dovoljno blokatora gena,
možemo se pobrinuti za mnogo različitih vrsta mutacija,
što bi dalo šansu da oteramo tumore,
bez ostavljanja negativaca.
Pa, kako naša strategija funkcioniše?
Testirali smo na životinjama ove nanočestice
koristeći izrazito agresivnu vrstu trostruko negativnog raka dojke.
Trostruko negativni rak dojke pokazuje gen
koji izbacuje lek protiv raka čim se on unese.
Obično je doksorubicin - zvaćemo ga doks -
lek protiv raka koji čini prvu liniju lečenja kod raka dojke.
Dakle, prvo smo lečili životinje jezgrom doksa, samo doksom.
Tempo rasta tumora je usporio,
ali i dalje su brzo rasli,
udvostručivši se tokom perioda od dve nedelje.
Zatim smo probali naše kombinovano superoružje.
Čestica nanosloja sa siRNK-om naspram pumpe za hemoterapiju,
a pored toga imamo i doks u jezgru.
Pogledajte, otkrili smo ne samo da su tumori prestali da rastu,
već su se zapravo smanjili
i bili uklonjeni u nekim slučajevima.
Tumori su se zaista povlačili.
(Aplauz)
Sjajna stvar u vezi sa ovim pristupom jeste to da može biti personalizovan.
Možemo dodati više različitih slojeva siRNK-a
da bismo se usmerili na različite mutacije i mehanizme odbrane tumora.
Možemo staviti i različite lekove u središte nanočestice.
Kako doktori budu saznavali kako da testiraju pacijente
i shvatali određene genetske tipove tumora,
mogu nam pomoći da odredimo
kojim pacijentima može koristiti ova strategija
i koje blokatore gena možemo da koristimo.
Rak jajnika me posebno dira u žicu.
To je vrlo agresivan rak,
delom zato što se otkriva u vrlo kasnim fazama,
kada je dosta napredovao
i postoji veliki broj genetskih mutacija.
Nakon prve ture hemoterapije,
rak se vraća kod 75 odsto pacijenata
i obično se vraća u obliku koji je otporan na lekove.
Rak jajnika visokog stepena
je jedan od najvećih superzlikovaca.
Sada usmeravamo naše superoružje
ka njegovom porazu.
Kao istraživač,
obično nemam priliku da radim sa pacijentima.
Ipak, nedavno sam upoznala majku
koja je preživela rak jajnika, Mimi, kao i njenu ćerku Pejdž.
Duboko me je inspirisao optimizam i snaga
koje su ispoljile majka i ćerka,
kao i njihova priča hrabrosti i podrške.
Na tom događaju smo govorili o različitim tehnologijama
usmerenim protiv raka.
Mimi je bila u suzama
dok je objašnjavala kako joj saznanje o ovim nastojanjima
daje nadu za buduće generacije,
uključujući njenu ćerku.
To me je zaista dirnulo.
Ne radi se samo o izgradnji veoma elegantne nauke.
Radi se o menjanju života ljudi.
Radi se o razumevanju moći inženjeringa
na molekularnom nivou.
Znam da će, dok studenti poput Pejdž budu napredovali u svojim karijerama,
otvoriti nove mogućnosti za bavljenje
nekim od velikih svetskih problema u oblasti zdravlja,
uključujući rak jajnika, neurološka oboljenja, infektivne bolesti,
baš kao što je hemijski inženjering našao način da meni otvori vrata
i pružio način inženjeringa
na najsitnijem, molekularnom nivou,
da bi doneo isceljenje na ljudskom nivou.
Hvala.
(Aplauz)
โรคมะเร็งส่งผลกระทบต่อพวกเราทุกคน --
โดยเฉพาะผู้ป่วยที่กลับมาเป็นซํ้าแล้วซํ้าเล่า
ผู้ป่วยที่โรคลุกลามไปมากและดื้อยา
ผู้ป่วยที่ขัดขืนการรักษาทางเวชกรรม
แม้ว่าเราจะโยนยาที่ดีที่สุดของเราไปให้พวกเขา
ส่วนวิศวกรก็ปฏิบัติงานที่ระดับโมเลกุล
ทำงานกับสัดส่วนขนาดที่เล็กที่สุด
สามารถเอื้อให้มีวิธีการใหม่ ๆ ที่น่าตื่นเต้นขึ้นมาได้
เพื่อสู้กับรูปแบบของมะเร็ง ที่ลุกลามอย่างรวดเร็วที่สุด
มะเร็งเป็นโรคที่ฉลาดมาก ๆ
มีรูปแบบของมะเร็งบางชนิด
ที่นับว่าโชคดี เราได้เรียนรู้ วิธีที่จะจัดการกับมันค่อนข้างดี
ด้วยยาและการผ่าตัดที่เป็นที่รู้จัก และยอมรับกัน
แต่ก็ยังมีรูปแบบของมะเร็งบางชนิด
ที่ไม่ตอบสนองกับวิธีการต่าง ๆ เหล่านี้
และเนื้องอกนั้นก็ไม่ตาย หรือไม่ก็กลับมาอีก
แม้กระทั่ง หลังการโจมตีทำลายล้างของยา
เราสามารถคิดถึงรูปแบบของมะเร็ง ที่ลุกลามรวดเร็วมากเหล่านี้ได้
ว่าคล้ายกับตัวยอดวายร้าย ในหนังสือการ์ตูน
พวกมันฉลาด พวกมันปรับตัวได้
และพวกมันก็เก่งมากที่จะดำรงชีวิตอยู่ได้
และก็เหมือนกับตัววายร้ายส่วนมากในปัจจุบัน
อำนาจที่ยิ่งใหญ่ของมันนั้นได้มาจาก การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม
ยีนที่ถูกเปลี่ยนแปลงไป ในเซลล์เนื้องอกเหล่านี้
สามารถเข้ารหัสเป็นรูปของการอยู่รอด แบบใหม่ซึ่งเราคาดไม่ถึง
ทำให้เซลล์มะเร็งรอดชีวิตมาได้
แม้จากการรักษาด้วยยาเคมีบำบัด ที่ดีที่สุดของเรา
ยกตัวอย่างหนึ่ง คือ เล่ห์กล ที่ยีนยอมให้เซลล์ตัวหนึ่ง
แม้ขณะที่ยาเข้าไปใกล้เซลล์
ให้ผลักดันยาออกไป
ก่อนที่ยาจะสามารถทำให้เกิดผลใด ๆ ขึ้นได้
ลองนึกดูซิคะ -- เซลล์พ่นยาให้พ้นออกไป อย่างได้ผล
นี่เป็นเพียงตัวอย่างเดียวของเล่ห์กล มากมายหลายอย่าง
ที่อยู่ในถุงของยอดวายร้าย มะเร็ง
ทั้งหมดนี้ เนื่องมาจากยีนที่กลายพันธุ์ไป
ดังนั้น เราจึงมียอดวายร้ายที่มีพลังอำนาจ อย่างเหลือเชื่อ
และเราจำต้องมีแบบของการโจมตี ที่ใหม่และทรงพลัง
แท้จริงแล้วเราสามารถปิดสวิตช์ยีน ไปเสียก็ได้
กุญแจสำคัญคือ ชุดของโมเลกุล ที่รู้จักกันว่า siRNA
siRNA นั้น คือลำดับสั้น ๆ ของรหัสพันธุกรรม
ที่นำทางให้เซลล์ไปสกัดกั้นยีนบางตัวไว้
โมเลกุลของ siRNA แต่ละตัวนั้น สามารถปิดสวิตช์ยีนเฉพาะบางตัว
ภายในเซลล์ได้
เวลานานหลายปีแล้วตั้งแต่การค้นพบเรื่องนี้
นักวิทยาศาสตร์ตื่นเต้นกันมาก
เกี่ยวกับวิธีที่เราสามารถนำยีนสกัดกั้นนี้ มาใช้ทางการแพทย์
แต่มันก็มีปัญหา
siRNA นั้น ทำงานได้อย่างดีภายในเซลล์
แต่ถ้ามันไปสัมผัสกับเอนไซม์
ที่อยู่ในกระแสเลือดหรือเนื้อเยื่อ ของเราแล้ว
มันก็จะเสื่อมสภาพไปภายในไม่กี่วินาที
มันจึงต้องถูกห่อหุ้มปกป้องไว้ ตลอดการเดินทางของมันไปทั่วร่างกาย
บนเส้นทางของมันไปสู่เป้าหมายปลายทาง ภายในเซลล์มะเร็ง
ดังนั้น นี่คือกลยุทธ์ของเรา
อันดับแรก เราจะให้ siRNA หรือตัวสกัดกั้นยีนนี้กับเซลล์มะเร็ง
ทำให้ยีนที่ยังรอดอยู่นั้นอยู่นิ่ง
แล้วเราก็จะทุบตีมันอย่างแรง ด้วยยาเคมีบำบัด
แต่เราจะทำวิธีการนั้นอย่างไรหรือ
การใช้วิศวกรรมเชิงโมเลกุลนั้น
เราสามารถออกแบบอาวุธชั้นยอด ขึ้นได้จริง ๆ
ที่จะสามารถเดินทางไปตามกระแสเลือด ได้ตลอด
มันต้องเล็กจิ๋วจนพอที่จะผ่านเข้าไป ตามกระแสเลือดได้ตลอด
มันต้องเล็กพอที่จะผ่านทะลุเข้าไป ในเนื้อเยื่อของเนื้องอกนั้น
และมันจะต้องเล็กจิ๋วพอที่จะยังคงอยู่ได้ ภายในเซลล์มะเร็ง
และเพื่อที่จะทำงานนี้ได้อย่างดี
มันจะต้องมีขนาดประมาณเศษหนึ่งส่วนร้อย ของเส้นผมของมนุษย์
เอาละ เรามาดูกันใกล้ ๆ กว่านี้ ถึงวิธีที่เราสามารถสร้างอนุภาคนาโนนี้ได้
อันดับแรก เรามาเริ่มต้นกัน ด้วยแกนอนุภาคนาโนนั้น
มันเป็นแคปซูลเล็กจิ๋ว ที่บรรจุตัวยาเคมีบำบัด
นี่เป็นยาพิษที่จะปลิดชีวิตของเซลล์เนื้องอก ได้จริง ๆ
รอบ ๆ แกนนี้ เราจะห่อหุ้มไว้ด้วย แผ่นชั้นที่บางมาก ๆ
ของ siRNA ที่บางขนาดนาโนเมตร
นี่เป็นตัวสกัดกั้นยีนของเรา
เพราะว่า siRNA นั้น มีประจุเป็นลบอย่างแรง
เราจึงสามารถปกป้องมันได้
ด้วยแผ่นชั้นป้องกันโพลิเมอร์อย่างดี ที่อัดประจุบวกไว้
โมเลกุลสองชนิดมีประจุไฟฟ้าตรงกันข้ามกัน ติดแน่นเข้าด้วยกัน
โดยการดึงดูดของประจุไฟฟ้า
และนั่นทำให้เราได้มีชั้นป้องกัน
ที่กัน siRNA นั้น ไม่ให้เสื่อมสภาพไป ในกระแสเลือด
เราทำเกือบจะเสร็จแล้ว
(เสียงหัวเราะ)
แต่มีอุปสรรคใหญ่อีกเรื่องหนึ่ง ที่เราจะต้องคิด
ที่จริง มันอาจจะเป็นอุปสรรคที่ใหญ่ที่สุด ในทั้งหมด
คือ เราจะนำอาวุธชั้นยอดนี้ ไปใช้อย่างไร
ดิฉันหมายถึง อาวุธที่ดีทุกชนิดนั้น จำต้องเล็งไปที่เป้า
เราต้องเล็งอาวุธชั้นยอดนี้ ไปที่เซลล์ยอดวายร้าย
ที่อยู่ในเนื้องอกนั้น
แต่ร่างกายของเรามีระบบภูมิคุ้มกัน เพื่อป้องกันตามธรรมชาติ
เซลล์ทั้งหลายที่อยู่ในกระแสเลือดนั้น
และค้นหาจนพบสิ่งต่าง ๆ ที่แปลกปลอม
เพื่อที่มันจะสามารถทำลาย หรือขจัดสิ่งเหล่านั้นไป
และลองเดาซิคะ อนุภาคนาโนของเรานั้น ก็ถือได้ว่าเป็นวัตถุแปลกปลอม
เราต้องให้อนุภาคนาโนของเรา หลบหลีกผ่านระบบป้องกันของเนื้องอกนั้น
เราต้องทำให้มันผ่านกลไก ของการกำจัดวัตถุแปลกปลอมนี้ไป
ด้วยการปลอมตน
ดังนั้น เราจึงเพิ่มชั้นประจุไฟฟ้าลบ ขึ้นมาอีกหนึ่งชั้น
รอบ ๆ อนุภาคนาโนนี้
ซึ่งใช้เพื่อจุดประสงค์ 2 อย่าง
อย่างแรก ชั้นด้านนอกนี้ เป็นชั้นที่มีประจุตามธรรมชาติ
เป็นพอลิแซ็กคาไรด์ซึ่งมีโมเลกุลของนํ้าสูง ที่อยู่ในร่างกายของเรา
มันสร้างเมฆหมอกของโมเลกุลนํ้าขึ้นมา รอบ ๆ อนุภาคนาโนนั้น
ซึ่งให้เราได้ผลของการซ่อนตัว ซึ่งทำให้ล่องหนไปได้
การซ่อนตัวที่ทำให้ล่องหนไปได้นี้ ทำให้อนุภาคนาโนนั้น
เดินทางไปตามกระแสเลือดได้ตลอด
ยาวนานและไกลพอจนไปถึงเนื้องอกนั้น
โดยไม่ถูกกำจัดไปเสียก่อนโดยร่างกาย
อย่างที่สอง ชั้นนี้มีโมเลกุล
ซึ่งจะไปติดกับเซลล์เนื้องอกของเราโดยเฉพาะ
ในทันทีที่เข้าไปติดเซลล์มะเร็ง ก็จะรับเอาอนุภาคนาโนนั้นไว้
และถึงตอนนี้ เราก็มีอนุภาคนาโนของเรา ภายในเซลล์มะเร็ง
และพร้อมที่จะใช้งาน
ตกลงค่ะ ดิฉันก็รู้สึกเช่นเดียวกัน ลงมือเลย
(เสียงปรบมือ)
siRNA นั้น จะถูกใช้งานเป็นลำดับแรก
มันจะปฏิบัติงานเป็นเวลาหลายชั่วโมง
ให้เวลาเพียงพอเพื่อให้สงบนิ่ง และปิดกั้นยีนที่ยังคงรอดชีวิตอยู่เหล่านั้น
ตอนนี้ เราได้ทำให้ยอดพลังยีนเหล่านั้น ไร้ประสิทธิภาพไปแล้ว
ที่ยังคงอยู่ คือ เซลล์มะเร็ง ที่ไม่มีการป้องกันเป็นพิเศษ
และแล้ว ยาเคมีบำบัดก็ออกมาจากแกน
และเข้าทำลายเซลล์เนื้องอกนั้น อย่างสะอาดและอย่างมีประสิทธิภาพ
เมื่อมีตัวสกักกั้นยีนเพียงพอ
เราก็สามารถจัดการกับแบบต่าง ๆ มากมาย ของการกลายพันธุ์ได้
ทำให้มีโอกาส ที่จะเก็บกวาดเนื้องอกออกไป
โดยไม่ต้องทิ้งตัวการร้ายใด ไว้เบื้องหลัง
ค่ะ ยุทธ์การของเราทำงานอย่างไรหรือ
เราได้ทดลองอนุภาคโครงสร้างนาโนเหล่านี้ ในสัตว์
โดยใช้มะเร็งเต้านมชนิดไตรโลปะ (triple-negative) ที่ลุกลามรวดเร็วมาก
มะเร็งเต้านมแบบไตรโลปะนี้แสดงให้เห็นยีน
ที่ถ่มยามะเร็งออกมาในทันที ที่มันถูกนำเข้าไป
โดยปกติแล้ว ด็อกโซรูบิซิน--เรียกมันว่า "ด็อกซ์" แล้วกัน เป็นยามะเร็ง
เป็นยาอันดับแรก ๆ ของการรักษา โรคมะเร็งเต้านม
ค่ะ อันดับแรก เราได้รักษาสัตว์ของเรา ด้วยแกนด็อกซ์ ใช้ด็อกซ์เท่านั้นค่ะ
เนื้องอกลดอัตราการเติบโตลง
แต่มันยังคงโตขึ้นอย่างรวดเร็ว
เพิ่มขนาดเป็นสองเท่าในเวลาสองสัปดาห์
แล้วเราจึงลองใช้อาวุธชั้นยอดของเรา ที่ผสมผสานหลายอย่างไว้
อนุภาคชั้นนาโนที่มี siRNA แนบกับเครื่องปั๊มคีโม
บวกกับ เรามีด็อกซ์อยู่ในแกน
ดูซิคะ -- เราพบว่าไม่เพียงแค่เนื้องอก ที่หยุดเติบโตเท่านั้น
จริง ๆ มันยังลดขนาดลงไปด้วย
และยังถูกกำจัดไปในบางราย
เนื้องอกนั้น จริง ๆ แล้วยังถดถอยลงไป
(เสียงปรบมือ)
สิ่งที่ยิ่งใหญ่เกี่ยวกับวิธีการนี้คือ สามารถทำขึ้น ให้เหมาะเฉพาะรายได้
เราสามารถเพิ่มชั้นของ siRNA ต่าง ๆ มากมาย เข้าไปได้
เพื่อให้จัดการกับการแปลงพันธุ์แบบต่าง ๆ และกลไกต่อต้านแบบต่าง ๆ ของเนื้องอก
และเราก็สามารถใส่ยาต่าง ๆ เข้าไปในแกนอนุภาคนาโนนั้นได้
เมื่อแพทย์เรียนรู้ถึงวิธีการทดสอบผู้ป่วย
และเข้าใจชนิดของยีนเนื้องอกดังกล่าวนั้น
ก็สามารถช่วยเราตัดสินได้ว่า ผู้ป่วยคนใด จะได้รับประโยชน์จากยุทธวิธีนี้
และตัวสกัดกั้นยีนตัวใดเราจะสามารถใช้ได้
มะเร็งรังไข่เร้าความสนใจของดิฉัน เป็นพิเศษ
เป็นมะเร็งที่ลุกลามรวดเร็วมาก
บางส่วนก็เพราะว่า มักจะค้นพบ ในระยะสุดท้ายมาก ๆ
เมื่อโรคลุกลามไปมากแล้ว
และมีการกลายพันธุ์ของยีนไปหลายอย่าง
หลังจากการรักษาด้วยเคมีบำบัดในรอบแรก
มะเร็งนี้จะกลับมาอีก ร้อยละ 75 ของผู้ป่วย
และมันมักจะกลับมา ในรูปของการดื้อยา
มะเร็งรังไข่ที่มีความรุนแรงโรคสูง
เป็นยอดวายร้ายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่มีอยู่
ขณะนี้ เรากำลังเล็งอาวุธชั้นยอดของเรา
ไปสู่การพ่ายแพ้ของมัน
ในฐานะเป็นนักวิจัย
โดยปกติ จึงไม่ได้ทำงานกับผู้ป่วย
แต่เมื่อไม่นานมานี้ ดิฉันได้พบกับ ผู้เป็นแม่คนหนึ่ง
ซึ่งเป็นผู้ที่รอดชีวิตจากมะเร็งรังไข่ เธอชื่อ มิมี่ และลูกสาวชื่อ เพจ
ดิฉันเกิดแรงบันดาลใจอย่างลึกซึ้ง จากการมองโลกในแง่ดีและความแข็งแกร่ง
ที่ทั้งผู้เป็นแม่และลูกสาวแสดงออกมา
และจากเรื่องราวความกล้าหาญ และการเกื้อกูลกันของพวกเขา
ในเหตุการณ์นี้ เราพูดกันถึง เทคโนโลยี่ต่าง ๆ
ที่มุ่งมาที่มะเร็ง
และมิมี่ถึงกับนํ้าตาไหล
เมื่อเธออธิบายว่า การเรียนรู้ เกี่ยวกับความพยายามเหล่านี้
ทำให้เธอมีความหวังสำหรับคนรุ่นต่อไป ในอนาคต
รวมทั้งลูกสาวของเธอเองด้วย
เรื่องนี้ซึ้งใจดิฉันอย่างมาก
มันไม่ได้เป็นแค่การสร้างวิทยาศาสตร์ ที่สวยงามโดยแท้ขึ้นมา
มันเกี่ยวกับของการเปลี่ยนชีวิตของผู้คน
มันเกี่ยวกับความเข้าใจถึง พลังอำนาจของ งานวิศวกรรม
ในเรื่องขนาดของโมเลกุล
ดิฉันรู้ว่า เมื่อนักเรียน เช่น เพจ เดินหน้าไปสู่งานอาชีพของพวกเขา
พวกเขาจะเปิดความเป็นไปได้ใหม่ๆ
ในการจัดการกับ ปัญหาสุขภาพที่ใหญ่ บางอย่างในโลก--
รวมถึงมะเร็งรังไข่ โรคทางสมอง โรคติดเชื้อ --
ซึ่งก็เหมือนกับวิศวกรรมเคมี ได้พบวิธี เพื่อเปิดประตูให้ดิฉัน
และได้ให้วิธีการเชิงวิศวกรรม
ในเรื่องสัดส่วนขนาดที่เล็กที่สุด ซึ่งก็คือ ขนาดของโมเลกุล
เพื่อจะบำบัดรักษาได้ ในระดับมนุษย์
ขอบคุณค่ะ
(เสียงปรบมือ)
Kanser hepimizi etkilemekte--
özellikle tekrar tekrar ortaya çıkan
oldukça etkili ve ilaca dirençli olanları,
en tesirli ilaçlarımızı kullansak bile
tıbbi müdahalelere karşı koyan kanserler.
En küçük ölçeklerle çalışan,
moleküler seviye mühendisliği
kanserin en azılı türlerini defetmek için
bize ilginç yeni çözümler sağlayabilir.
Kanser son derece zeki bir hastalıktır.
Kanserin bazı türleri,
neyse ki, bilinen tedavilerle ve ameliyatlarla
nasıl tedavi uygulayacağımızı bildiğimiz türden.
Ama ilaçların etkisinden sonra bile
bu tedavilere yanıt vermeyen
ve tümörün ölmediği ya da tekrar geldiği
bazı kanser türleri var.
Kanserin bu kötü huylu türlerini bir çeşit çizgi romandaki kötü karakterler
olarak düşünebiliriz.
Bu tümörler zekidir, ortama uyum sağlarlar
ve hayatta kalma konusunda çok iyidirler.
Ve günümüzün çoğu kötü kahramanları gibi
süper güçleri genetik mutasyonla oluşur.
Tümör hücrelerinin içinde değişim geçiren bu genler
en iyi kemoterapi tedavilerimizde bile
kanser hücresinin hayatta kalmasını mümkün kılan
yeni ve umulmadık sağ kalma kodunu kodlayabilir.
İlaç hücreye yaklaştığında bile
ilaç etkisini göstermeden önce
hücrenin ilacı savurması
genin hücreye kazandırdığı hileye bir örnektir.
Düşünsenize-- hücreler ilaçları tükürüyor.
Bu, süper kötünün, kanserin
sahip olduğu genetik hilelerden sadece bir örnek.
Bütün bunların sorumlusu mutant genler.
Yani, kötü adamımız inanılmaz
ve yeni ve güçlü saldırı tekniklerine ihtiyacımız var.
Aslında, geni kapatabiliriz.
Kilit ise siRNA olarak bilinen bir molekül dizilimi.
siRNA, belirli bir geni kapamak için hücreyi yöneten
genetik kodun kısa dizimidir.
Her sİRNA molekülü hücredeki
belli bir geni kapatabilir.
Bilim insanları, bu molekülün keşfinden
yıllar sonra bile bu gen bloke edicilerin
tıpta nasıl kullanılacağı hususunda çok heyecanlılar.
Ancak, bir sorun var.
sİRNA hücrede iyi çalışır.
Ama kan dolaşımındaki ya da dokulardaki
enzimlere maruz kalırsa
saniyeler içinde azalır.
Kanser hücresindeki nihai hedefine kadar
vücutta seyahati boyunca, paketlenmesi ve korunması gerekir.
Yani, stratejimiz şöyle.
İlk olarak, kanser hücresine, siRNA, gen engelleyicisi vereceğiz
ve kanser genlerini susturacağız,
ardından kemo ilaçlarıyla vuracağız.
Ama bunu nasıl yapacağız?
Moleküler mühendisliği kullanarak.
Aslında damarlarımızda dolaşan
bir süper silah tasarlayabiliriz.
Kan dolaşımı boyunca gidebilmesi için yeterli küçüklükte,
tümör dokusuna girebilecek kadar küçük
ve kanser hücrelerine sızabilmek için yeterince ufak olmalıdır.
Bu işi başarabilmek için
saç telinin yüzde biri boyutunda olmalı.
Bu nano partikülü nasıl yapacağımıza yakından bakalım.
Önce, nano parçacığın çekirdeğiyle başlayalım.
Bu kemoterapi ilacı içeren küçük bir kapsül.
Bu aslında tümör hücresini öldürecek olan zehirdir.
Bu çekirdeğin dışını, nanometre kalınlığında
siRNA örtüsüyle çok ince kaplayacağız.
Bu bizim gen engelleyicimiz.
siRNA güçlü negatif yüklü olduğundan,
ince, pozitif yüklü polimer
koruyucu katmanla bu molekülü koruyabiliriz.
Zıt yüklü yüklerin çekimi sayesinde,
iki molekül sıkı tutunur
ve siRNA'nın kan dolaşımında azalmasını
engelleyeci koruyucu bir tabakayı bize sağlar.
Neredeyse hallettik sayılır.
(Gülüşmeler)
Ama düşünmemiz gereken büyük bir engel var.
Aslında, bu en büyük engel sayılabilir.
Bu süper silahı nasıl uygulayacağız?
Demek istediğim; her iyi silahın hedeflenmesi gerekir,
bu süper silahları, tümörün içinde barınan
süper kötü hücrelere hedeflemeliyiz.
Fakat vücudumuz doğal bir bağışlık-savunma sistemine sahip:
Kanda konumlanan ve kendisine ait olmayan
şeyleri atan hücreler bunları yok edebilir
ya da saf dışı edebilir.
Tahmin edin ne olur? Nano parçacığımız yabancı bir madde olarak algılanır.
Nano parçacığımızın tümörün savunma sistemini atlatmasını sağlamalıyız.
Yabancı maddeleri ayrıştırıp uzaklaştıran bu mekanizmayı bu molekülü gizleyerek
atlatmak gerekiyor.
Yani iki amaca hizmet eden nano parçacığın etrafına
ayrı negatif yüklü
bir katman ekleriz.
İlk olarak, vücudumuzda bulunan yüksek hidro polisakkaritli
bu dış katman doğal yüklü katmanlardan biridir.
Nano parça çevresinde bize görünmez pelerin etkisi veren
bir su molekülü bulutu yaratır.
Bu görünmezlik pelerini nano parçacığa
tümöre ulaşıncaya kadar
vücut tarafından yok edilmeden
kan dolaşımında seyahat etmesini sağlar.
İkinci olarak, bu katman özellikle tümör
hücremize bağlanan moleküller içerir.
Bir kez bağlanınca, kanser hücresi nano parçacığı içine alır.
Nihayet nano parçacığımız kanser hücresinin içinde
ve harekete geçmeye hazır.
Pekâlâ! Aynı şeyi hissediyoruz. Devam edelim!
(Alkış)
siRNA ilk önce dağılır.
Kanserin savunma genlerini
etkisiz hâle getirmesi saatler sürer.
Şimdi bu süper güç genleri hizmet dışı bıraktık.
Geriye kalan özel bir savunması olmayan kanser hücresidir.
Sonra, kemoterapi ilacı sahneye çıkar
ve tümör hücresini temiz ve yeterli bir şekilde imha eder.
Bu nitelikli gen engelleyicilerle,
mutasyonun pek çok türünü hedefleyebilir,
arkada kötü adamlar bırakmaksızın
tümörü silip süpürme şansımız olabilir.
Yani, stratejimiz nasıl işler?
Bu nano parçacıkları oldukça saldırgan üç katlı negatif göğüs kanseri formunu
kullanarak hayvanlarda test ettik.
Bu üç katmanlı negatif göğüs kanseri
ulaştığında kanser ilacını çıkaran gen etkisi sergiler.
Genellikle doxorubicin--buna"dox" diyelim, göğüs kanseri tedavisinde
ilk sırada olan bir kanser ilacıdır.
Şöyle, hayvanlarımızı ilk önce dox ile tedavi ettik, yalnızca dox ile.
İki hafta içinde ebadı iki katı oldu ama
tümörün büyümesi yavaşladı,
gene de hızlı şekilde büyüdü.
Sonra, süper silah bileşenimizi denedik.
Kemo pompaya karşı, siRNA ile bir nano kaplama parçacığı,
ayrıca, çekirdeğinde dox'umuz mevcuttu.
Ve sonunda-- sadece tümörün büyümesinin yavaşladığını değil,
aslında boyutunun da azaldığını gördük
ve bazı vakalarda yok oldu.
Tümör, gerçekten geriliyordu.
(Alkış)
Bu yaklaşımın harika tarafı kişiselleştirilebilmesidir.
Farklı mutasyon ve tümör savunma işleyişine hitap etmek için
çok farklı siRNA tabakası ilave edebiliriz.
Ve nano parçacığın çekirdeğine farklı ilaçlar yerleştirebiliriz.
Doktorlar hastaları nasıl test etmeyi öğrendiklerinde
ve belirli tümörün genetik tipini anladıklarında,
hangi hastaların bu stratejiden
yararlanabileceğine ve hangi gen engelleyicilerini
kullanabileceğimiz hakkında bize yardım edebilirler.
Benim, yumurtalık kanseriyle özel bir duygu bağım var.
Kısmen hayli ilerlemiş olduğu zaman,
geç evrede fark edildiğinden
ve çok genetik değişimi olduğu için
çok saldırgan bir kanserdir.
İlk kemoterapi uygulamasından sonra,
bu kanser %75 geri gelir.
Genelliklede ilaca dirençli formda geri gelir.
Yüksek düzey yumurtalık kanseri
en büyük kötü karakterlerden biridir.
Biz onu yenmek için
süper silahımıza başvururuz.
Bir araştırmacı olarak
hastalarla genellikle işim olmaz.
Ama geçenlerde, yumurtalık kanserinden kurtulan
bir anne Mimi ve kızı Paige ile tanıştım.
Anne ve kızının sergilediği
iyimserlik ve güç, yüreklilik ve
dayanışmalarından derinden etkilendim.
Bu karşılaşmada, kansere yönelik farklı teknolojiler
hakkında konuştuk.
Mimi, kızı da dâhil
gelecek nesillere umut veren bu çalışmalar hakkında
öğrendiği şeyleri anlattığı zaman
gözyaşları içindeydi.
Bu beni gerçekten etkiledi.
Bu sadece seçkin bir bilim yapmakla ilgili değil.
İnsanların hayatını değiştirmekle ilgili.
Moleküler düzey mühendisliğinin
gücünü kavrama hakkındadır.
Paige gibi öğrencilerin kariyerlerinde ilerlediklerini biliyorum,
onlar yumurtalık kanseri,
nörolojik, bulaşıcı hastalıklar dâhil kimi büyük sağlık sorunlarında
yeni olasılıklara açık olacaklar.
Aynen kimya mühendisliğinin bana açtığı
ve moleküllerin en küçük boyutuyla
insanı iyileştirmek için
mühendisliğin bana sağladığı gibi.
Teşekkürler.
(Alkışlar)
Тема раку турбує усіх нас -
особливо ті його типи, що повертаються знову та знову --
особливо агресивні та стійки до терапії,
ті, що ігнорують медичне лікування,
навіть коли ми атакуємо їх найкращими медикаментами.
Інженерія на молекулярному рівні,
що має справу з найменшими частинками,
може надати нові захоплюючі методи
боротьби з найбільш агресивними формами раку.
Рак - дуже розумна хвороба.
Є декілька її різновидів,
які, на щастя, ми навчилися лікувати відносно добре
з використанням відомих та надійних медикаментів та хірургії.
Але є деякі форми,
не чутливі до традиційного лікування,
і пухлина виживає або повертається
навіть після потужної атаки ліками.
Ці агресивні форми раку можна собі уявити
як суперзлодіїв з книжки коміксів.
Вони розумні, вони вміють пристосовуються,
і виживати.
І, як у більшості суперзлодіїв сьогодення,
їхня суперсила походить від генетичних мутацій.
Гени, що змінюються всередині клітин пухлини,
можуть уможливити та зашифрувати нечувані способи виживання,
даючи раку змогу вижити
навіть під час найпотужніших хіміотерапій.
Наприклад, трапляється навіть таке, що ген дозволяє клітині,
навіть коли ліки дісталися цієї клітини,
відштовхнути медикамент
до того, як він почне діяти.
Уявіть собі - клітина може ефективно відштовхнути ліки.
І це лише один приклад із багатьох генетичних витівок,
яких повно в кишенях нашого суперзлодія, раку.
І все завдяки генам, що мутують.
Тож маємо суперзлодія з неймовіною суперсилою.
І маємо винайти новий та потужний метод атаки.
Насправді ми можемо вимкнути ген.
Ключ до цього - малі інтерферуючі РНК.
Малі інтерферуючі РНК - це послідовність генетичного коду,
що дає клітині змогу заблокувати певний ген.
Кожна мала інтерферуюча РНК молекула може вимкнути певний ген
всередині клітини.
Впродовж багатьох років після її відкриття
вчені наполегливо працюють над тим,
як застосувати ці блокатори генів у медицині.
Але є проблема.
Мала інтерферуюча РНК гарно працює всередині клітини.
Але якщо її застосувати до ферментів,
що знаходяться в нашому кровообігу або тканинах,
вони руйнуються впродовж секунд.
Вони мають бути упаковані, захищені під час подорожі тілом,
дорогою до кінцевої точки всередині ракової клітини.
Ось наша стратегія.
Спочатку наситити ракову клітину малими інтерферуючими РНК, блокаторами гену,
і вимкнути ті гени, що вижили,
а тоді винищити її за допомогою хімії.
Але як це здійснити?
Використовуючи молекулярну інженерію,
ми можемо розробити суперзброю,
що зможе подорожувати кров’яним потоком.
Вона має бути достатньо маленька, аби мати змогу просуватися ним,
і достатньо маленька, аби проникнути в тканини пухлини,
а звідти в середину ракової клітини.
Щоб зробити роботу добре,
її розмір має бути 0,01 від розміру людської волосини.
Давайте розглянемо, як побудовані ці наночастинки.
Почнемо з ядра.
Це крихітна капсула, що містить хіміотерапевтичні ліки.
Саме вони мають остаточно вбити клітину.
Це ядро ми загорнемо у дуже тонку,
нанометрично тонку ковдру з малих інтерферуючих РНК.
Це блокатор гену.
Малі інтеферуючі РНК мають сильний негативний заряд,
ми можемо захистити їх
шаром позитивно зарядженого полімеру.
Дві протилежно заряджені молекули тримаються купи завдяки
взаємному тяжінню зарядів,
і це дає нам захисний шар, що запобігає
руйнуванню малих інтерферуючих РНК у кров’яному потоці.
Ми майже закінчили.
(Сміх)
Але є ще більша перешкода, над якою варто замислитися.
Насправді, найбільша проблема.
Як доправити цю супер зброю?
Я маю на увазі, що кожна зброя має мати гарний приціл.
Ми маємо її націлити на клітини-злодії,
що живуть в середині пухлини.
Але наші тіла мають імунну систему захисту:
це клітини, що живуть в кров’яному потоці
і виявляють те, чого у ньому не повинно бути,
щоби зруйнувати або знешкодити.
І знаєте що?! Вони вважають наші наночастинки сторонніми об’єктами.
Ми маємо непомітно доставити нано- частинки повз захисну систему пухлини.
Маємо оминути механізм відкидання сторонніх об’єктів,
маскуючись.
Тож додамо ще один негативно заряджений шар
навколо наночастинки,
що матиме дві задачі.
Перша, це зовнішнє, природньо заряджене покриття
складається з високо гідратованих полісахаридів, які також є в тілі людини.
Воно створює скупчення молекул води навколо наночастинок,
що забезпечує ефект невидимки.
А це в свою чергу дає можливість наночастинкам
подорожувати кров’яним потоком,
аж допоки вони дістануться пухлини,
і тіло їх при цьому не знищить.
По-друге, це покриття містить молекули,
що зв'язуються з клітиною пухлини.
Після зв'язування ракові клітини приймають наночастинки,
і тепер вони всередині клітини,
готові діяти.
Це надзвичайно! Правда?!
(Оплески)
Спочатку діють малі інтерферуючі РНК.
Вони діють впродовж багатьох годин,
даючи можливість заблокувати гени, що вижили.
Тепер ми вимкнули ті генетичні суперсили.
Залишилась лише ракова клітина без спеціального захисту.
Тоді хіміотерапія вивільняється з ядра
і руйнує пухлину охайно та ефективно.
З достатньою кількістю блокаторів гену
ми можемо дістатися до багатьох різних видів мутацій,
даючи шанс видалити пухини,
не залишаючи нічого по собі.
Як працює наша стратегія?
Ми протестували ці наночастинки на тваринах,
на прикладі особливо агресивного раку молочної залози.
Цей вид раку виявляє ген,
що одразу відштовхує ліки.
Зазвичай, доксорубіцин - нехай буде просто докс - ліки проти раку,
це найперша лінія лікування раку грудей.
Спочатку ми лікували звірів доксом, лише ним.
Пухлини сповільнювали швидкість росту,
але все ще росли доволі швидко,
збільшувались вдвічі впродовж лише двох тижнів.
Тоді ми спробували комбінацію зі своєю суперзброєю.
Частинку з наношарами та малими інтерферуючими РНК, хіміо насос
та докс.
І виявили, що пухлина не просто перестала рости,
вона зменшилася в розмірі
і зникла в деяких випадках.
Пухлини регресували.
(Оплески)
Цей спосіб лікування можна персоналізувати.
Ми можемо додати багато різних шарів малих інтерферуючих РНК,
щоб протидіяти різним захисним механізмам пухлин і мутаціям.
І помістити різні ліки у ядро.
Коли лікарі обстежують пацієнтів
та розпізнають певні генетичні типи пухлин,
вони можуть допомогти нам зрозуміти, кому саме ми можемо допомогти
і які блокатори гену використати.
Мені особливо цікавий рак яєчників.
Він надзвичайно агресивний,
частково через те, що його виявляють на дуже пізніх стадіях,
коли він сильно прогресує
і має низку генетичних мутацій.
Після першого циклу хіміотерапії
він повертається до 75% пацієнтів.
І повертається вже стійким до ліків.
Високозлоякісний рак яєчників -
один із найбільших суперзлодіїв.
І ми направляємо свою суперсилу,
щоб його знищити.
Як досліднику
мені не випадає можливість працювати з пацієнтами.
Але нещодавно я зустріла Мімі, матір,
яка вижила після раку яєчників, і її доньку Пейдж.
Оптимізм і сила,
якими були сповнені матір та донька,
їхня мужність та підтримка надихнули мене.
Під час тієї зустрічі ми розмовляли про різні технології,
спрямовані проти раку.
І Мімі, зі сльозами на очах,
пояснила, як ці зусилля, спрямовані на вивчення хвороби,
дають надію для майбутніх поколінь,
зокрема її власній доньці.
Це мене вразило.
Мова йде не тільки про дуже складну науку.
Мова про те, як можна змінити людські життя.
Розуміння сили інженерії
на рівні молекул.
Я знаю, що студенти, такі як Пейдж, просуваються в кар’єрі,
відкривають нові можливості,
ставлять питання щодо великих проблем в світі, пов’язаних зі здоров’ям,
включаючи рак яєчників, неврологічні розлади, інфекційні захворювання -
так само, як хімічна інженерія знайшла спосіб відчинити двері для мене
і надала можливість спроектувати
засіб на рівні молекул,
щоби лікувати на рівні людей.
Дякую.
(Оплески)
Ung thư ảnh hưởng tới tất cả chúng ta--
đặc biệt những căn tái phát liên tục,
những căn ung thư di căn diện rộng và nhờn thuốc,
những căn thách thức liệu pháp y khoa,
ngay cả khi dùng những loại thuốc tốt nhất để trị.
Phân tích ở mức độ phân tử,
làm việc trên diện nhỏ nhất,
có thể tạo ra các phương thức mới đáng ngạc nhiên
để chống lại các dạng ung thư khủng khiếp nhất
Ung thư là một mầm bệnh rất thông minh.
Có một số loại hình ung thư,
không may, chúng ta mới chỉ học cách chữa trị tạm ổn
với những loại thuốc và cách phẫu thuật đã được biết và xác minh.
Nhưng có một số loại ung thư
không phản ứng lại với cách tiếp cận này
các khối u vẫn tồn tại hoặc tái phát,
kể cả sau sự tấn công của thuốc.
Chúng ta có thể nghĩ về các loại hình ung thư này
như những kẻ phản diện trong truyện tranh
Chúng thông minh, chúng dễ thích nghi,
và chúng rất giỏi trong việc sinh tồn.
Và, giống như hầu hết những kẻ ác ngày nay
những siêu năng lực của chúng đến từ đột biến di truyền.
Các gen biến đổi bên trong các tế bào ung thư
cho phép tạo mã các hình thức tồn tại mới và không thể đoán trước,
cho phép các tế bào ung thư sinh tồn
vượt qua cả các hóa trị liệu tốt nhất.
Một ví dụ về "mánh khóe" trong đó 1 gen cho phép 1 tế bào,
ngay cả khi thuốc tiếp cận tế bào,
đẩy thuốc ra ngoài,
trước khi thuốc có thể phát huy tác dụng.
Hãy tưởng tượng, tế bào phun thuốc ra.
Đây chỉ là một ví dụ nhỏ trong rất nhiều những "mánh khóe"
trong túi những "kẻ độc ác" kia, ung thư.
Tất cả đều là do sự đột biến gen.
Vậy, chúng ta có một kẻ độc ác với siêu năng lượng không tưởng,
Và chúng ta cần một phương thức phản công mới và mạnh mẽ hơn.
Thật ra, chúng ta có thể tắt một Gen đi.
Chìa khóa là chuổi phẩn tử biết đến là siRNA.
siRNA là một chuổi ngắn các mã gen
hướng dẫn một tế bào khóa một gen nào đó lại.
Mỗi phẩn tử siRNA có thể tắt một gen nhất định
bên trong tế bào.
Trong nhiều năm kể từ khi phát hiện ra điều này,
các nhà khoa học rất háo hức
về việc làm sao áp dụng tắt các gen này trong y học
Nhưng, có môt vấn đề
siRNA hoạt động rất tốt trong tế bào,
nhưng nếu tác động với các enzym
trong tế bào máu hay các mô,
chúng sẽ suy biến ngay lập tức.
Cần phải được che chắn, bảo vệ suốt tiến trình trong cơ thể
trên đường đến mục tiêu cuối cùng bên trong tế bào ung thư.
Vậy, đây là chiến dịch của chúng tôi.
Đầu tiên, sẽ trộn lẫn tế bào ung thư với siRNA, bộ hãm gen,
tạm dừng các gen sống sót này,
sau đó, chúng tôi sẽ tấn công bằng hóa trị.
Nhưng làm sao để thực hiện?
Bằng cách vận dụng kỹ thuật phân tử,
chúng ta có thể thiết kế một "siêu vũ khí"
thâm nhập qua đường máu.
Nó phải đủ nhỏ để thâm nhập vào đường máu
đủ nhỏ để thấm vào các mô ung thư,
đủ để tác động bên trong tế bào ung thư.
Để làm được điều này,
Nó phải bằng 1/100 kích thước tóc người.
Hãy nhìn kỹ hơn cách chúng tôi thiết lập hạt nano này.
Đầu tiên, bắt đầu với lõi của hạt nano.
Một viên con nhộng nhỏ chứa thuốc đặc trị.
Đây là chất độc sẽ giết tế bào ung thư.
Quanh lõi, chúng tôi phủ một lớp mỏng
mỏng cỡ nanomet của siRNA.
Đây là bộ hãm gen.
Bởi vì siRNA phải mang một trách nhiệm cực kì bất lợi
chúng ta có thể bảo vệ nó
bằng một lớp bảo vệ polymer điện tích dương.
Hai phân tử có điện tích trái dấu dính vào nhau
hút nhau
và tạo cho chúng ta 1 màng bảo vệ
ngăn cản siRNA suy thoái trong mô máu.
Vậy là sắp hoàn thành
(Cười)
Nhưng có một trở ngại lớn chúng ta cần phải chú ý
Thực tế, đây có thể là trở ngại lớn nhất.
Làm sao chúng ta triển khai vũ khí này?
Ý tôi là mỗi vũ khí tốt cần có mục tiêu,
chúng ta phải thiết đặt vũ khí này cho các tế bào ác tính
sống trong các khối u.
Nhưng cơ thể chúng ta có hệ thống miễn dịch tự nhiên:
các tế bào cư trú trong đường máu
và đào thải những vật lạ
để tế bào máu có thể tiêu diệt chúng.
Hãy đoán xem? Các hạt nano bị coi như tác nhân ngoại lai.
Chúng ta phải lén đưa các hạt nano này qua hệ thống miễn dịch.
Chúng ta phải băng qua được hệ thống đào thải tế bào ngoại lai này
bằng cách ngụy trang cho nó.
Chúng ta thêm một màng bọc âm tính bên ngoài
quanh các hạt nano,
với hai mục đích.
Thứ nhất, lớp màng ngoài cùng này là một trong số những lớp có chức năng tự nhiên,
polysaccarit ngậm nước cao cư trú trong cơ thể chúng ta
Nó tạo ra một đám phân tử nước bọc quanh hạt nano
như một lớp áo choàng tàng hình.
Lớp tàng hình này cho phép các hạt nano
di chuyển qua các mạch máu
đủ dài và xa xâm nhập vào khối u,
mà không bị cơ thể đào thải.
Thứ hai, lớp màng bảo vệ chứa phân tử
luôn kết lại với tế bào ung thư.
Khi đã kết lại, tế bào ung thư nuốt hạt
và lúc này hạt xâm nhập vào bên trong tế bào ung thư
và sẵn sàng "dàn trận".
Vậy đó! Tôi cũng thấy như vậy. Tiến lên nào!
(Vỗ tay)
siRNA sẽ bị phá hủy trước.
Phản ứng hàng giờ,
đủ thời gian để làm ngưng hoạt động và kìm hãm các gen sống sót.
Bây giờ chúng ta đã vô hiệu hóa những siêu năng lượng di truyền này.
Còn lại là một tế bào ung thư không còn phòng thủ.
Sau đó, thuốc hóa trị xâm nhập hạt nhân
và phá hủy tế bào ung thư toàn diện.
Với hệ thống hãm gen phù hợp,
chúng ta có thể đánh bại các loại đột biến,
mở ra cơ hội loại bỏ nhiều khối u
mà không để lại những biến thể của chúng.
Vậy, chiến lược này của chúng tôi hoạt động thế nào?
Chúng tôi đã kiểm nghiệm những cấu trúc nano ở động vật
áp dụng cho trường hợp tích cực cao cho ung thư vú âm tính thể bộ ba.
Ung thư vú thể bộ ba âm tính này là gen
có thể "phun" thuốc ra ngay khi thuốc mới đưa vào
doxorubicin, gọi là dox là thuốc chống ung thư
là phương chữa trị đầu tiên của ung thư vú
Vậy nên, chúng tôi dùng dox để điều trị cho động vật, chỉ dox thôi
Khối u chậm tăng trưởng chậm lại
nhưng chúng vẫn lớn lên nhanh,
tăng gấp đôi kích thước qua 2 tuần
Sau đó, chúng tôi thử siêu vũ khí kêt hợp
một hạt nano với siRNA chống lại sự bơm hóa chất
thêm vào đó, chúng tôi có dox trong nhân
Và hãy xem, chúng tôi nhận thấy các tế bào ung thư ngừng phát triển
mà chúng thật sự đã giảm kích thước
và bị tiêu diệt trong một vài trường hợp.
Những tế bào ung thư thật sự đã bị đẩy lùi.
(tiếng vỗ tay)
Điều tuyệt vời ở cách tiếp cận này có thể được cá nhân hóa
chúng ta có thể thêm vào nhiều tầng siRNA khác nhau
để chữa những đột biến và khối u khác nhau
và chúng ta có thể đưa các loại thuốc khác nhau vào nhân nano
Khì những bác sĩ học cách kiểm tra bệnh nhân
và biết chính xác loại gen ung thư,
họ sẽ giúp ta xác định bệnh nhân nào được lợi từ phương pháp này
và loại gen ức chế nào chúng ta có thể dùng.
Ung thư buồng trứng là sự quan tâm đặc biệt của tôi
nó là loại ung thư cực kỳ nguy hiểm
phần vì nó được phát hiện ở giai đoạn rất trễ
khi bệnh đã tiến triển rất tệ
và có một số đột biến gen
Sau lần hóa trị đầu tiên,
75% bệnh nhân sẽ tái phát.
và nó thường xuyên tái phát với cấu trúc kháng thuốc
ung thư buồng trứng cao cấp
là một trong những căn bệnh quái ác nhất.
và bây giờ ta đang hướng những siêu vũ khí
để đánh bại chúng.
Là một nhà nghiên cứu,
tôi không thường xuyên làm việc với bệnh nhân.
Nhưng tôi vừa gặp một người mẹ
người qua khỏi ung thư buồng trứng, Mimi, và con gái cô ấy, Paige
tôi thật sự cảm phục sự lạc quan và mạnh mẽ
của cả 2 mẹ con họ
và câu chuyện về sự dũng cảm và nâng đỡ
Trong dịp này, chúng tôi nói về những kỹ thuật khác nhau
nhắm đến ung thư.
Và Mimi đã khóc
khi cô ấy giải thích việc học được sự nỗ lực này
cho cô ấy hy vong ở thế hệ tương lai,
trong đó có con của cô ấy.
Điều này khiến tôi xúc động.
Nó không chỉ là việc xây dựng ngành khoa học tuyệt vời.
mà là sự thay đổi đời sống con người.
Nó là sức mạnh của sự hiểu biết về kỹ thuật
trên những quy mô phân tử..
Tôi biết rằng trên con đường của những sinh viên như Paige,
họ sẽ mở ra các cơ hội mới
trong việc giải quyết những vấn đề sức khỏe lớn trên thế giới
bao gồm ung thư buồng trứng, rối loạn thần kinh, các bệnh lây nhiềm--
như là kỹ thuật hóa học đã chỉ cách mở cánh cửa cho tôi,
và đưa ra những kỹ thuật
trong phạm vi vi mô như của phân tử,
để chữa khỏi những bệnh ở phạm vi nhân loại.
Cảm ơn.
(Vổ tay)
癌症是我们每个人的大敌——
尤其是那些不断复发的，
容易扩散的，具有抗药性的癌症，
药物治疗对它们无效，
即使我们用最好的药也无济于事。
在分子级别进行（基因）工程改造，
从最小结构层面着手，
（我们就）能找到意想不到的新办法
同最致命的癌症进行斗争。
癌症是一种很狡猾的疾病。
幸运的是，对于一些癌症，
我们可以通过一些 验证过的药物和手术
进行治疗，可以 得到相对较好的结果。
但有几种癌症
这些方法对它们都无效，
即使在药物的猛烈攻击下，
肿瘤依然能够存活，或者复发。
我们可以将这几种致命的癌症
想象成漫画书里面的大反派。
他们狡猾，适应性强，
生存能力一流。
而且，跟现在（漫画书里） 大多数大反派一样，
他们的超能力来自基因突变。
这些肿瘤细胞的基因不断变化，
能找到新的、意想不到的生存方式，
可以让癌细胞抵抗住
我们最强大的化学治疗。
有一个例子很神奇， 基因能让细胞
在药物接近之前，
把药物推开，
药物根本来不及起任何作用。
就好比细胞一口把药吐出去。
而这仅仅是我们的大反派——癌症的
众多基因把戏之一。
这一切都跟突变基因有关。
因此，我们要面对的是 拥有超强能力的大反派。
我们需要新的、 更强大的攻击方式。
实际上，我们可以关闭基因。
开关是一系列叫siRNA的分子 （即小分子干扰核糖核酸）。
它是一小段基因编码，
可以让细胞阻止 某些特定基因（发挥作用）。
每一个siRNA都能 关闭细胞内部
某个特定的基因。
自siRNA被发现后，
科学家们兴奋了好多年，
因为他们可以将这种 基因拦截者加入药物中。
但是，有一个问题。
siRNA在细胞内部 可以正常发挥作用。
但如果它接触到
位于我们血液或者组织中的酶的话，
几秒钟内就会被降解。
因此，它们必须被包裹及保护起来， 才能完成在人身体里的旅程，
顺利抵达最终目标 ——癌细胞内部。
因此，我们的策略如下。
首先，我们将siRNA—— 基因拦截者——用在癌细胞身上，
让（癌细胞的）生存基因失效，
然后我们再用化学药品来对付癌细胞。
但如何实现呢？
答案是分子工程技术，
我们可以设计一种超级武器，
能在血液循环中存活下来。
它必须足够小，才可以进入血液循环，
穿过肿瘤组织，
进入癌细胞内部。
要做到这一点，
它的尺寸必须小到 头发的百分之一。
来仔细看一下我们是 如何制造这种纳米粒子的。
首先，我们要制造纳米核。
那是一颗小胶囊， 内含化学药剂。
对肿瘤细胞而言是致命毒药。
在内核周围，我们包上一层很厚的
——当然也就几纳米厚——的siRNA。
这是我们的基因拦截者。
因为siRNA带负电，
我们用一层
坚固的，带正电的 聚合物来保护它。
这两种带有不同电荷的分子
相互吸引，
形成一层保护膜
防止siRNA在血液中被降解。
别着急，我快说完了。
（笑声）
但前方还有一个 大障碍需要跨越。
而且，也许是最大的一个障碍。
我们该如何部署这件超级武器？
每一件武器都要设定目标，
我们要将这件超级武器 瞄准潜伏在肿瘤内部的
超级大反派。
但人体是有免疫系统的：
血液里的各种细胞
能辨认出外来物体，
然后杀死或清除它们。
很显然，我们的纳米粒子 就是一种外来物体。
我们要让它骗过肿瘤的防御系统。
我们要伪装它， 帮它通过重重岗哨，
进入敌营。
于是我们再加上一层 带负电的保护膜
包住我们的纳米粒子，
目的有两个。
第一，最外面这层保护膜 是存在于我们体内的
带电多糖水合物之一。
它能在纳米粒子周围 形成许多水分子，
就像给纳米粒子穿上了隐形披风。
这件披风能帮助纳米粒子
在血液里自由行动，
畅通无阻，
直到抵达肿瘤细胞。
第二，这层保护膜含有一些分子，
专门用来与肿瘤细胞结合。
一旦结合，癌细胞 就会把纳米粒子吸收，
这样我们的纳米粒子最终就会进入癌细胞，
准备发起进攻。
是啊！我也觉得很兴奋。继续！
（掌声）
siRNA首先开始行动。
它需要几个小时，
来让（癌细胞的）生存基因失效。
我们去除了（癌细胞的）基因超能力。
只剩下没有防御的癌细胞。
之后化学药剂从内核中释放出来
干净利落地杀死肿瘤细胞。
只要有足够多的基因拦截者，
我们就能对付各种变异（的癌细胞），
有机会消灭肿瘤，
不留落网之鱼。
那么，我们的方法到底有没有效呢？
我们进行了动物实验，
使用的是一种非常厉害的 癌症，三阴性乳腺癌。
它的基因非常厉害，
能迅速将抗癌药排出。
通常，我们会使用阿霉素这种抗癌药，
它是治疗乳腺癌的首选手段。
第一次，我们只用 阿霉素来对动物进行治疗。
肿瘤的增长率有所减缓，
但还是增长很快，
两周之内就增长了一倍。
接下来，我们的超级武器上场了。
外层是siRNA， 保护自身不被拦截，
内核部分是阿霉素。
结果我们发现， 肿瘤不但没有增长，
而且变小了，
在某些样本上甚至完全消失。
肿瘤被击退了。
（掌声）
这种方法最大的好处就是可以定制。
我们可以添加多重siRNA
分别针对不同的变异和防御机制。
我们还可以在内核中 放入不同种类的药物。
随着医生掌握测试方法，
弄清肿瘤的特定基因类型，
就能帮我们确定 哪些病人能使用这种疗法，
应该选用哪种基因拦截者。
我想特别说说卵巢癌。
它是一种非常可怕的癌症，
一部分原因是它只有 在晚期才能被发现，
那时病情已经很严重
而且伴随很多基因突变。
在首轮化疗结束之后，
有75%的患者会复发。
而且复发之后通常都有抗药性。
晚期卵巢癌
是最大的超级反派之一。
它是我们的超级武器
下一个目标。
作为一名研究者，
我通常很少与病人接触。
但最近我遇到了一位母亲
她叫咪咪，是一名卵巢癌幸存者， 她有个女儿叫佩吉。
她们母女俩表现出来的乐观和坚强，
勇气和相互支持，
深深地打动了我。
我们聊到了用于治疗癌症的
科技手段。
咪咪听得流泪了，
她说，了解到目前 取得的这些成就，
让她看到了下一代人 （不受癌症折磨）的希望，
其中包括她的女儿。
这让我很是感慨。
（我们所做的）不仅仅是 建立一门优秀的科学。
而是在改变人的命运。
是要了解分子工程学
强大的力量。
我坚信，随着像佩吉这样的学生 沿着这条道路不断前进，
他们一定能打开一片新天地，
解决当今世界最大的健康问题，
包括卵巢癌，神经系统疾病，传染病——
就如同化学基因改造已经 为我指明了一条道路，
提供了一种基因改造的方法，
让我们可以从小小的分子入手，
解决人类健康这个大问题。
谢谢大家。
（掌声）
癌症會影響所有人--
尤其是那些反覆發作，
具高入侵性、抗藥性的癌症，
即使我們給病患做最好的治療，
病況也毫無起色。
分子工程
在極微小的尺度運作，
可以提供令人振奮的新方法
來跟最具攻擊性的癌症搏鬥。
癌症是一種非常聰明的疾病。
很幸運的，我們能運用現有的藥物和手術 來有效地治療ㄧ些癌症。
但是針對其他的癌症，
這些治療完全無效，
腫瘤仍舊會繼續生存或者再度復發。
即使我們持續投放最強烈的藥物。
我們可以把那些 非常具攻擊性的癌症，
想像成漫畫書中的超級壞蛋。
它們既聰明， 又善於適應環境，
而且擅長求生。
而且就像現今的超級壞蛋一樣，
它們的超能力來自基因突變。
那些腫瘤細胞內變異的基因
能夠編譯出一種嶄新、 令人難以想像的生存模式，
使癌細胞在歷經最好的化療之後
仍然能夠存活下來。
例如，癌細胞有一種基因
能夠在藥物接近細胞還沒發揮作用之前， 讓細胞把藥物推走。
你可以把它想像成 細胞成功地把藥物吐出來。
這只是超級壞蛋--癌症
眾多基因把戲中的一個例子而已。
原因皆是突變基因。
當我們面對一個擁有 驚人能力的超級壞蛋，
我們需要一種 嶄新而強勁的攻擊模式。
實際上，我們可以讓基因無法運作。
其關鍵是一種 被稱為siRNA的組分子，
它是一種短遺傳密碼序列，
它能使細胞阻斷某個特定基因。
每個 siRNA 分子可以關閉
細胞內一個特定的基因。
自從發現它後，多年來科學家們 都對基因阻斷器在醫療方面的應用很感興趣。
但是有一個問題：
siRNA 在細胞裡運作良好，
但是如果它接觸到
存在於我們的血液或者 身體組織中的酵素，
它就會在瞬間降解。
它在身體運行的旅途上 需要被包裝，受到保護
直到抵達最終目標 --癌細胞裡面。
所以這是我們的策略：
我們給癌細胞一劑 siRNA， 也就是基因阻斷器，
來抑制讓癌細胞存活的基因的表現， 接著利用化學藥物把癌細胞擊垮。
但是我們怎樣進行呢？
運用分子工程，
我們可以設計出一種能在血液中 自由游走的超級武器，
它要小得可以穿過血流，
穿過腫瘤組織，
微小得可以留在癌細胞內。
為了順利完成這個任務，
它的大小必須是 人類頭髮的百分之一。
現在請近距離看看我們 如何製造這個奈米粒子。
首先由奈米粒子的核心開始。
它是一只含有化療藥物 的細小膠囊。
那是一種真正能結束 癌細胞生命的毒藥。
我們將會在這顆核心的周圍
包裹一層非常薄的 siRNA 奈米膜。
這是我們的基因阻斷器。
因為 siRNA 是強力負極電荷，
所以我們可以利用一層 正極的聚合物保護膜來保護siRNA。
兩個異性電分子 因為互相吸引
繼而黏在一起，
並提供了一層保護層
防止 siRNA 在血流中降解。
我們差不多完成了。
（笑聲）
但是我們還要 考慮到一個大障礙。
其實可能是所有 障礙中最大的一個。
我們怎樣善用這種超級武器呢？
每種優良的武器 都需要瞄準目標。
我們要把超級武器 瞄準腫瘤內的
超級壞蛋細胞。
但是我們體內有一種 天然的免疫防衛系統：
血流裡有一種細胞
能夠辨認出原本 不存在於身體的東西，
繼而破壞或消滅它們。
猜猜看怎麼了？我們的奈米粒子 被視為一種外來物。
我們要把奈米粒子 偷渡過腫瘤防護系統時，
必須掩飾它，讓它通過 身體排除外物的機制，
於是我們再增加 一層負極電膜，
包圍這個奈米粒子，
這有兩個目的。
第一，外層是天然電荷，
那是人體內的高水合多醣。
它可以在奈米粒子周圍 製造一層水分子。
這有隱形斗蓬的效果。
這隱形斗篷讓奈米粒子
能夠藉著血液的流動，
移動到足以到達腫瘤的距離，
而不會被身體消滅。
第二，這層高水合多醣含有
可以和腫瘤細胞 結合的分子。
一旦結合了，癌細胞 就會吸收奈米粒子。
現在奈米粒子就在 癌細胞的內部，
準備展開行動了。
好，我也有同感。出發吧！
（掌聲）
首先調動 siRNA。
它需要數小時才見效。
因為要足夠的時間去抑制 癌細胞生存基因的表現，
我們現在已經使這些基因 的超能力無法運作。
剩下來的是沒有 特殊防禦的癌細胞。
接下來，化療藥物 從核心釋放，
徹底且有效率地 破壞腫瘤細胞。
只要我們有足夠的基因阻斷器，
就能對付不同種類的突變，
有機會能剿滅腫瘤，
讓壞蛋一個也不剩地消失。
所以我們的策略是如何進行的？
我們利用動物測試 這些奈米結構粒子，
運用極具攻擊性的 三陰性乳腺癌做實驗。
三陰性乳腺癌的基因表現
讓癌症藥物一接近它就被排除。
通常，阿黴素是治療乳癌
第一線療程的藥物。
於是我們首先只投放 阿黴素來治療動物。
腫瘤生長速度減緩了，
但仍生長迅速，
在兩週後，腫瘤的大小 就增加了一倍。
接下來，我們試了 我們的綜合超級武器，
用化療泵注射 siRNA奈米粒子，
加上，在內核放置阿黴素。
看！我們發現 腫瘤不僅停止生長
而且還縮小，
有些腫瘤甚至完全消失
腫瘤真的復原了。
(掌聲)
這個方法最棒的地方是 可以個人化。
我們針對不同的突變和腫瘤的防護機制 添加不同層次的 siRNA，
我們也可以把不同的藥物 放進毫微粒核心。
當醫生學習如何替病人檢測
以及了解特定腫瘤的基因類型時，
他們可以幫助我們 決定哪類病人
可以受惠於這個療法 和採用哪種基因阻斷器。
卵巢癌對我而言 具有特別的意義。
它是一種很具攻擊性的癌症，
部分原因是因為它通常在 病症末期才被診斷出來，
那時候癌細胞已經根深蒂固
而且它有多種基因突變。
經過第一輪化療後，
有 75％ 的病人 會再次復發癌症。
而且它通常會以 抗藥性的型態回到身體。
惡性的卵巢癌
是最壞的超級壞蛋之一。
我們現在要把我們的 超級武器瞄準它，
希望能夠將它擊潰。
作為一個研究員，
我通常不會替病患做臨床治療。
但最近我遇見一位卵巢癌倖存者媽媽 Mimi和她的女兒Paige，
我深受他們母女兩人的 樂觀和力量啟發，
她們的故事展現了 勇氣和互相扶持。
在活動中，我們談論關於
治療癌症的不同科技。
Mimi 的雙眼泛淚
她說她了解我們 這些努力的成果
可以讓她對下一代 充滿了希望，
包括她的親生女兒。
這令我非常感動。
我們不只是做 精密的科學研究，
還能改變人們的人生。
這是在分子尺度中
運用工程的力量。
我知道在像Paige 這樣的學生，在進入職涯後，
他們會開創很多 嶄新的可能性，
來解決世界上的 重大醫療衛生議題——
包括卵巢癌、 精神疾病、傳染病
就像化學工程已 為我開了一扇門，
提供我世上最小的分子規模工程， 來治癒世上大規模的人類。
謝謝
（掌聲）