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)