Poproszę o podniesienie ręki:
kto z państwa ma wiecej niż 48 lat?
Całkiem spora grupa.
Gratuluję, bo według tego slajdu
przedstawiającego długość życia w USA,
przekroczyliście już średnią
dla osób urodzonych w roku 1900.
Zwróćcie uwagę, co się dzieje,
jeśli prześledzimy krzywą stulecia.
Zaczyna się bardzo nisko,
spada podczas grypy 1918 roku.
Dla urodzonych w roku 2010
oczekiwana długość życia to 79 lat,
ale na tym nie koniec.
To dobra wiadomość,
ale jest jeszcze dużo do zrobienia.
Można na przykład zapytać,
ile chorób znamy
na poziomie molekularnym?
Około 4000, co jest niesamowite,
bo większość tych odkryć
miała miejsce niedawno.
To ekscytujące, że tyle się nauczyliśmy,
ale dla ilu z tych chorób
znane są metody leczenia?
Tylko dla 250.
Ta przepaść to ogromne wyzwanie.
Można pomyśleć, że to nie takie trudne,
że powinniśmy móc zwyczajnie
zebrać te kluczowe informacje
o biologicznych podstawach
przyczyn choroby
i zbudować most nad tą przepaścią
między naukami podstawowymi
a ich praktycznym zastosowaniem.
Mógłby on wyglądać tak:
ładna, błyszcząca konstrukcja
prowadząca z jednego brzegu na drugi.
Gdyby tylko było to tak proste.
Niestety nie jest.
Przejście od podstawowej wiedzy
do jej zastosowania wygląda tak:
nie ma błyszczących mostów,
tylko coś w stylu zakładów totolotka.
Mamy pływaka i łódkę,
żaglówkę i holownik,
i wysyłamy ich na drugi brzeg
Nadchodzi ulewa i błyskawice,
w wodzie są rekiny,
pływak ma kłopoty,
i... utopił się,
żaglówka się wywróciła,
a holownik wpadł na skały,
ale jeśli mamy szczęście, ktoś dotrze na drugi brzeg.
Jak to naprawdę wygląda?
I co to znaczy stworzyć lekarstwo?
Co to jest lek? Lek składa się
z małej cząsteczki wodoru, węgla,
tlenu, azotu i paru innych atomów
złączonych w pewien kształt,
który decyduje,
czy dany lek trafi do celu
i znajdzie się tam, gdzie powinien.
Widzicie tu wiele tańczących kształtów.
Jeśli chcemy stworzyć
nowy lek na autyzm,
chorobę Alzheimera lub raka,
musimy znaleźć odpowiedni kształt,
który zadziała i będzie bezpieczny.
Na wykresie widzimy,
że zaczynamy od tysięcy,
dziesiątek tysięcy związków.
Potem redukujemy tę liczbę na różne sposoby,
które eliminują wiele związków.
W końcu 4 czy 5 poddaje się badaniom klinicznym
i jak wszystko pójdzie dobrze, 14 lat po rozpoczęciu pracy
jeden zostaje zatwierdzony do użytku.
Ten jeden sukces będzie kosztował
ponad miliard dolarów.
Trzeba zobaczyć ten wykres oczami inżyniera
i spytać: "Jak ulepszyć ten proces?"
To jest dzisiaj mój główny temat.
Jak możemy to przyspieszyć?
Jak osiągać więcej sukcesów?
Podam wam kilka przykładów,
kiedy to się udało.
Jeden miał miejsce w ostatnich miesiącach,
zatwierdzenie do użytku leku na mukowiscydozę.
Zajęło to jednak dużo czasu.
Molekularne przyczyny mukowiscydozy odkryto w 1989 roku,
kiedy zespoły mój i z Toronto
zidentyfikowały mutację pojedynczego genu
w chromosomie 7.
To dziecko na zdjęciu
to ta sama osoba co tu.
Danny Basette, 23 lata później,
w tym samym roku
kiedy Danny się ożenił,
Agencja ds. Żywności i Leków po raz pierwszy zatwierdziła
lek, który w oparciu o naszą wiedzę molekularną
działa na mutację powodującą mukowiscydozę.
To dobra wiadomość.
Zła wiadomość: ten lek nie działa we wszystkich przypadkach.
Nie pomógł też Danny'emu, który nadal czeka
na kolejną generację leków.
Zajęło nam to 23 lata. To za długo.
Jak to przyspieszyć?
Jednym ze sposobów jest wykorzystanie
ważnej technologii, na której bazuje nasza praca,
czyli ludzkiego genomu,
możliwość rozebrania chromosomu
na części pierwsze, aby uzyskać całe DNA
i odczytać litery w tym kodzie DNA,
wszystkie A, C, G i T,
które są instrukcją obsługi każdego organizmu.
Koszt tej technologii,
który kiedyś wynosił setki milionów dolarów,
obniżył się w ostatnich 10 latach
szybciej niż przewiduje Prawo Moore'a,
i dziś sekwencjonowanie genomu to mniej niż 10 tys. dolarów,
a już wkrótce będzie to tysiąc dolarów.
To ekscytująca perspektywa,
ale jak to się odnosi do leczenia chorób?
Opowiem wam o innej chorobie.
To bardzo rzadka przypadłość.
To zespół progerii Hutchinsona-Gilforda,
drastyczna forma przedwczesnego starzenia się.
Dotyka ledwie jedno dziecko na cztery miliony
i polega na tym że, prosto ujmując,
w wyniku mutacji pewnego genu
powstaje toksyczne dla komórki białko,
co powoduje starzenie się
siedem razy szybciej niż normalnie.
To nagranie przedstawia jego wpływ na komórkę.
Normalna komórka oglądana pod mikroskopem
ma w środku jądro,
ładne, okrągłe i o gładkich zarysach,
i wygląda mniej więcej tak.
Komórka dotknięta progerią
z powodu toksycznego białka o nazwie progerin,
ma takie grudki i guzki.
Od jego odkrycia
w 2003 roku
szukamy sposobu, by to naprawić.
Właśnie dzięki naszej wiedzy o ścieżkach molekularnych
mogliśmy wybrać
jeden spośród wielu związków, które mogłyby się przydać,
i przetestować go.
W doświadczeniu przeprowadzonym na hodowli komórek,
które przedstawia ten filmik,
jeśli weźmiemy ten właśnie związek
i dodamy do komórki zaatakowanej przez progerię,
zaobserwujemy,
że zaledwie w ciągu 72 godzin ta komórka,
na ile jesteśmy w stanie stwierdzić,
staje się prawie normalna.
To ekscytujące, ale czy zadziała tak samo w ludzkim organizmie?
W ciągu zaledwie 4 lat przeszliśmy
od odkrycia genomu do rozpoczęcia testów klinicznych
przy użyciu tego właśnie związku.
Te dzieci
były ochotnikami uczestniczącymi w testach.
Było ich 28
i patrząc na to zdjęcie zauważycie,
że to nadzwyczajna grupa młodych ludzi
dotkniętych tą chorobą,
którzy wyglądają bardzo podobnie.
Ale zamiast o tym opowiadać,
przedstawię wam jednego z nich, Sama Bernsa z Bostonu,
który przyjechał tu dziś,
by opowiedzieć nam swoją historię
dziecka dotkniętego progerią.
Sam ma 15 lat i jego rodzice, Scott Bern i Leslie Gordon,
którzy oboje są lekarzami, również są tutaj.
Usiądź, Sam.
(Brawa)
Sam, opowiedz nam o tym,
jak to jest mieć progerię?
Sam Burns: Progeria częściowo mnie ogranicza.
Nie mogę uprawiać sportów i innych czynności fizycznych,
ale mogę mieć zainteresowania,
których progeria na szczęście nie ogranicza.
Kiedy progeria przeszkadza mi w robieniu czegoś, co lubię,
np. w graniu w szkolnej orkiestrze
lub byciu sędzią sportowym, i tak udaje mi się to robić,
To pokazuje, że progeria nie kontroluje mojego życia.
(Brawa)
Francis Collins: Co chciałbyś powiedzieć naukowcom,
siedzącym tu na sali i innym, którzy nas słuchają?
Co chciałbyś im powiedzieć o badaniach nad progerią,
a może też nad innymi chorobami?
SB: Badania nad progerią zaszły bardzo daleko
w ciągu mniej niż 15 lat,
co pokazuje, jak ogromna jest determinacja naukowców.
To naprawdę wiele znaczy
dla mnie i innych dzieci z progerią
i pokazuje, że przy takiej determinacji
można wyleczyć każdą chorobę.
Miejmy nadzieję, że wkrótce znajdzie się lek na progerię
i że da się wyeliminować te 4000 chorób,
o których mówił Francis.
FC: Świetnie. Sam nie poszedł dziś do szkoły,
żeby tutaj przyjść. (Brawa)
Jest celującym uczniem 1 klasy
liceum w Bostonie.
Podziękujmy Samowi za przybycie.
SB: Dziękuję badzo. FC: Brawo, kolego.
(Brawa)
Chciałbym powiedzieć jeszcze parę rzeczy
o tej historii, a potem uogólniając ustalić
co zrobić, by z sukcesem
leczyć choroby, o których wspomniał Sam,
te 4000, które czekają na odpowiedź.
Można zauważyć,
że lek poddawany teraz testom klinicznym
nie był stworzony z myślą o progerii.
Progeria jest tak rzadka, że żadna firma
nie wydałaby setek milionów dolarów, aby taki lek uzyskać.
Ten lek był przeznaczony na raka.
Okazało się jednak, że nie bardzo działa,
ale ma odpowiednie właściwości i kształt,
by zadziałać na progerię.
Czy nie byłoby wspaniale robić to systematyczniej?
Gdyby udało się zachęcić do tego wszystkie firmy,
które przechowują w swoich chłodniach leki,
o których wiadomo, że są bezpieczne dla ludzi,
ale okazały się nieskuteczne
w leczeniu chorób, dla których były testowane?
Teraz, gdy poznajemy nowe ścieżki molekularne,
niektóre z tych leków można by dostosować lub zmodyfikować,
jakkolwiek to nazwiemy, do nowych celów.
Uczylibyśmy stare leki nowych sztuczek.
To byłoby wspaniałe, wartościowe przedsięwzięcie.
Krajowe Instytuty Zdrowia i firmy farmaceutyczne rozmawiają na ten temat,
co wygląda bardzo obiecująco.
Możemy się po nich wiele spodziewać.
Jest wiele przypadków potwierdzających,
że takie podejście przynosi znaczne postępy.
Pierwszy lek na wirus HIV/AIDS
nie został stworzony z myślą o HIV/AIDS,
lecz z myślą o raku. Był to AZT.
Nie zadziałał na raka, ale stał się pierwszym
skutecznym lekiem antyretrowirusowym.
Jak widać, są też inne przykłady.
Jak upowszechnić ten sposób działania?
Trzeba nawiązać współpracę
między środowiskiem akademickim, rządami, sektorem prywatnym,
oraz organizacjami pacjentów.
W grudniu 2012 roku Krajowe Instytuty Zdrowia
ustanowiły NTCATS - Krajowe Centrum ds. Rozwoju Nauk Translacyjnych,
do którego należy to właśnie zadanie.
Ale można zrobić coś jeszcze.
Moglibyśmy testować leki
pod względem skuteczności i bezpieczeństwa
bez narażania zdrowia pacjentów,
bo podczas pierwszych prób nigdy nie mamy pewności.
Skąd wiadomo, czy lek jest bezpieczny,
zanim podamy go ludziom? Testujemy go na zwierzętach.
Jest to sposób nie tylko zawodny,
ale też kosztowny i czasochłonny.
Załóżmy, że moglibyśmy to robić na ludzkich komórkach.
Jeśli śledzicie
publikacje naukowe
wiecie, że można pobrać komórkę skóry
i sprawić, by stała się komórką wątroby,
serca, nerki albo mózgu dowolnej osoby.
A gdyby użyć tych komórek
by sprawdzić działanie i nieszkodliwość leku?
Oto płuco umieszczone na chipie,
stworzone przez bostoński Wyss Institute,
a zrobiono tak:
pobrano komórki od człowieka,
przekształcono w komórki płucne
i ustalono jak reagują
po dodaniu różnych związków leków,
aby sprawdzić szkodliwość.
Jak widać, ten chip nawet oddycha.
Jest też przepływ krwi i powietrza
oraz komórki pomiędzy,
co pozwala zobaczyć skutki dodania związku.
Czy te komórki są zadowolone czy nie?
Tę samą technologię można zastosować
dla nerek, serca, mięśni
i tam, gdzie chcemy sprawdzić,
czy lek obciąży wątrobę.
Ponieważ testujemy dla konkretnej osoby,
można sobie wyobrazić, że w przyszłości
nasza zdolność tworzenia i testowania leków
będzie brzmiała: "Ty w chipie", czyli
powstałby zindywidualizowany proces tworzenia
i testowania bezpieczeństwa leków.
Podsumowując,
jesteśmy świadkami niezwykłej chwili.
Choć od 20 lat jestem związany z Krajowymi Instytutami Zdrowia
nie było dotąd bardziej ekscytującego momentu
w związku z dostępnymi możliwościami.
Dokonaliśmy wielu odkryć
w laboratoriach na całym świecie.
Czego potrzebujemy, by to wykorzystać? Przede wszystkim - środków.
Badania są ryzykowne i czasem bardzo kosztowne.
Korzyści są ogromne, zarówno dla zdrowia,
jak i dla rozwoju gospodarczego. Należy to wspierać.
Po drugie, potrzeba nam współpracy nowego rodzaju,
między środowiskiem akademickim, rządem, sektorem prywatnym
i organizacjami pacjentów, o czym mówiłem,
by dostosowywać nowe związki.
Po trzecie, może najważniejsze, potrzeba nam utalentowanych ludzi.
Potrzebujemy najlepszych i najbardziej błyskotliwych
specjalistów z różnych dziedzin,
ludzi w każdym wieku i z różnych grup,
bo ta chwila nadeszła.
To biologia XXI wieku, na którą czekaliśmy,
i mamy szansę, by to wykorzystać
i stworzyć coś, co pozwoli nam
pozbyć się chorób. To jest mój cel.
Mam nadzieję, że państwa również.
Myślę, że będzie to celem poetów i muppetów,
surferów i bankierów,
i innych, którzy znajdą się na tej scenie
i zastanowią się nad tym, co próbujemy tutaj osiągnąć
i dlaczego jest to tak ważne.
Jest ważne teraz i najszybciej jak się da.
Jeśli mi nie wierzycie, spytajcie Sama.
Dziękuję bardzo.
(Brawa)