Je beseft het misschien niet,
maar er zijn meer bacteriën in je lichaam dan er sterren zijn in het heelal.
Deze fascinerende wereld van bacteriën in ons lichaam
vormt een integraal deel van onze gezondheid,
en onze technologie ontwikkelt zich zo snel
dat we deze bacteriën nu, net als computers, kunnen programmeren.
Het schema dat je hier ziet,
lijkt op een wedstrijdstrategie
maar is eigenlijk een overzicht van mijn eerste bacterieprogramma.
En net zoals bij software, kunnen we DNA printen en schrijven
in verschillende logaritmes en programma's in de bacteriën.
Dit programma produceert fluorescerende eiwitten
in een regelmatig tempo
en genereert kleine moleculen
waardoor de bacteriën communiceren en synchroniseren,
zoals je kunt zien in deze video.
Deze groeiende kolonie van bacteriën
heeft ongeveer de breedte van een menselijk haar.
Wat je niet ziet, is dat ons genetisch programma
elke bacterie voorschrijft om kleine moleculen aan te maken,
en deze moleculen verspreiden zich tussen duizenden andere bacteriën
om die al dan niet te activeren.
De bacteriën synchroniseren redelijk goed op deze schaal,
maar omdat de molecule die ze synchroniseert in snelheid beperkt is,
ontstaan in grotere bacteriekolonies bewegende golven
tussen bacteriën die ver uit elkaar liggen.
Je ziet deze golven op het scherm van rechts naar links bewegen.
Ons genetisch programma is gebaseerd op het natuurlijke fenomeen
'quorum sensing',
waarbij bacteriën gelijktijdig en soms heftig reageren
wanneer ze een kritische dichtheid bereiken.
Je kan 'quorum sensing' in actie zien in deze video,
waarbij een groeiende kolonie bacteriën pas begint te gloeien
als een hoge of kritische dichtheid wordt bereikt.
Ons genetisch programma
blijft deze regelmatige patronen van fluorescente eiwitten produceren
terwijl de kolonie groeit.
Dit is een video van een experiment dat we de Supernova noemen,
omdat het op een exploderende ster lijkt.
Naast het programmeren van deze mooie patronen
vroeg ik mij af: wat kunnen deze bacteriën nog meer doen?
Daarom onderzocht ik hoe we bacteriën kunnen programmeren
om ziektes als kanker te herkennen en te genezen.
Een van de verrassende feiten over bacteriën
is dat ze zonder hulp kunnen groeien in tumoren.
Dit gebeurt omdat tumoren in principe
plekken zijn waar het immuunsysteem niet werkt.
Bacteriën vinden deze tumoren,
die een vrijhaven is voor hun groei en ontwikkeling.
We gebruikten probiotische bacteriën,
veilige bacteriën die goed zijn voor de gezondheid,
die, wanneer ze oraal aan muizen werden toegediend,
uitsluitend in levertumoren verder groeiden.
Het bleek dat de makkelijkste manier
om de probioticums te vinden,
en dus ook tumoren,
was om deze bacteriën een signaal te laten produceren
dat we konden detecteren in urine.
Deze probioticums zijn dan ook speciaal geprogrammeerd
om een molecuul aan te maken dat de kleur van je urine verandert
om de aanwezigheid van kanker aan te tonen.
Het bleek dat deze technologie
zeer precies en nauwkeurig leverkanker kon herkennen,
wat normaal gesproken erg lastig is.
Omdat deze bacteriën zich specifiek aan tumoren vastkleven,
hebben we ze geprogrammeerd om kanker niet alleen te herkennen
maar het ook te behandelen
door binnenin de tumor helende moleculen te produceren
die de bestaande tumoren laten krimpen.
Dit deden we met quorum-sensingprogramma's,
zoals die uit de voorgaande video's.
Samengevat: stel je een toekomst voor waarin een geprogrammeerd probioticum
kanker kan herkennen en behandelen,
maar ook andere ziektes.
Ons vermogen om bacteriën en leven te programmeren,
opent nieuwe mogelijkheden in kankeronderzoek.
Om dit toekomstbeeld te delen, werkte ik met kunstenaar Vik Muniz
aan het symbool van het universum gemaakt uit bacteriën en kankercellen.
Ik hoop dat de schoonheid en het doel van dit microscopische universum
als inspiratie kan dienen voor nieuwe en creatieve richtingen in kankeronderzoek.
Dankjewel.
(Applaus)