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)