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)