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)