O câncer afeta todos nós,
especialmente os que sempre retornam,
os muito invasivos e os resistentes às drogas,
os que resistem ao tratamento médico,
mesmo quando usamos nossas melhores drogas.
A engenharia em nível molecular,
trabalhando na menor das escalas,
pode prover novas e excitantes formas
para combater os tipos mais agressivos de câncer.
O câncer é uma doença muito inteligente.
Há alguns tipos de câncer,
que, por sorte, aprendemos como tratar relativamente bem
com drogas conhecidas e eficientes, e cirurgia.
Mas há alguns tipos de câncer
que não reagem a essas abordagens,
e o tumor sobrevive ou ressurge,
mesmo depois de um massacre de drogas.
Podemos pensar nesses tipos muito agressivos de câncer
como supervilões de histórias em quadrinhos.
Eles são inteligentes, adaptáveis,
e muito bons em permanecer vivos.
E, como a maioria dos supervilões hoje em dia,
seus superpoderes surgem de uma mutação genética.
Os genes que são modificados dentro das células do tumor
podem habilitar e codificar novos e inimagináveis modos de sobrevivência,
permitindo à célula cancerosa sobreviver a até mesmo
nossos melhores tratamentos quimioterápicos.
Um exemplo é um truque no qual um gene permite a uma célula,
mesmo quando a droga aborda a célula,
expulsar a droga,
antes da droga poder ter algum efeito.
Imagine: a célula efetivamente cospe a droga.
Esse é apenas um exemplo dos muitos truques genéticos
na bolsa do nosso supervilão, o câncer,
tudo isso devido aos genes mutantes.
Então, nós temos um supervilão com superpoderes inacreditáveis,
e precisamos de um novo e poderoso modo de ataque.
Na verdade, podemos desligar um gene.
A chave é um conjunto de moléculas conhecidas como siRNA.
As siRNA são sequências pequenas de código genético
que guiam uma célula para bloquear um certo gene.
Cada molécula siRNA pode desligar um gene específico
dentro da célula.
Por muitos anos desde sua descoberta,
cientistas têm estado muito animados
com a possibilidade de aplicar bloqueadores genéticos na medicina.
Mas, existe um problema.
A siRNA funciona bem dentro da célula.
Mas se ficar exposta às enzimas
que vivem no nosso sangue ou tecidos,
ela se degrada em segundos.
Ela tem que ser empacotada, protegida em sua jornada pelo corpo
a caminho do alvo final dentro da célula cancerosa.
Então, aqui está nossa estratégia:
primeiro, vamos dosar a célula cancerosa com siRNA, o bloqueador de gene,
e silenciar os que sobreviverem,
e então vencê-lo com uma quimioterapia.
Mas como vamos realizar isso?
Usando engenharia molecular,
podemos na verdade projetar uma superarma
que pode atravessar a corrente sanguínea.
Tem que ser pequena o bastante para atravessar o sangue,
suficientemente pequena para penetrar no tecido do tumor,
e pequena o bastante para ser absorvida dentro da célula cancerosa.
Para fazer bem esse trabalho,
ela tem que ser 100 vezes menor que a espessura de um cabelo humano.
Vamos olhar de perto como podemos construir esta nanopartícula.
Primeiro, vamos começar com o seu núcleo.
É uma cápsula minúscula que contém a droga quimioterápica.
Esse é o veneno que vai acabar com a vida da célula do tumor.
Em volta desse núcleo, vamos envolver uma muito fina,
nanometricamente fina camada de siRNA.
Esse é o nosso bloqueador de gene.
Porque a siRNA tem uma carga fortemente negativa,
podemos protegê-la
com uma camada protetora de polímero com carga positiva.
As duas moléculas com cargas opostas ficam juntas
pela atração das cargas,
e isso nos dá uma camada protetora
que previne a degradação da siRNA na corrente sanguínea.
Estamos quase lá.
(Risos)
Há mais um grande obstáculo em que temos que pensar.
Na verdade, pode ser o maior obstáculo de todos.
Como posicionar essa superarma?
Digo, toda boa arma precisa ser direcionada,
temos que direcionar essa superarma para as células supervilãs
que vivem no tumor.
Mas nossos corpos têm um sistema imunológico de defesa natural:
as células que vivem no sangue
e selecionam os corpos estranhos,
para que os destruam ou os eliminem.
E adivinhem? Nossa nanopartícula é considerada um objeto estranho.
Temos que disfarçá-la perante o sistema de defesa do tumor..
Temos que passá-la por esse mecanismo de se livrar do objeto estranho,
disfarçando-a.
Adicionamos mais uma camada com carga negativa
ao redor da nanopartícula, o que serve a dois objetivos.
Primeiro, essa camada externa
é um dos polissacarídeos altamente hidratados,
e naturalmente carregados que vivem no nosso corpo.
Ela cria uma nuvem de moléculas de água ao redor da nanopartícula
que nos dá um efeito de capa de invisibilidade.
Essa capa de invisibilidade permite a nanopartícula
viajar pelo sangue
pelo tempo e distância suficiente para alcançar o tumor,
sem ser eliminada pelo corpo.
Segundo, essa camada contém moléculas
que se ligam especificamente à nossa célula do tumor.
Uma vez ligadas, a célula do câncer aceita a nanopartícula,
e agora temos nossa nanopartícula dentro da célula do câncer
e pronta para o combate.
Isso aí! Eu sinto o mesmo que vocês. Vamos lá!
(Aplausos)
A siRNA entra em ação primeiro
Ela age por horas,
dando tempo suficiente para silenciar e bloquear os genes sobreviventes.
Agora nós já desabilitamos os superpoderes genéticos.
O que resta é uma célula de câncer sem defesas especiais.
Então, a droga quimioterápica sai do núcleo
e destrói a célula do tumor pura e eficientemente.
Com genes bloqueadores suficientes,
podemos abordar vários tipos de mutações diferentes,
permitindo a chance de varrer os tumores,
sem deixar para trás quaisquer vilões.
Então, como funciona nossa estratégia?
Nós testamos essas partículas de nanoestrutura em animais
usando uma forma muito agressiva de câncer de mama triplo-negativo.
Esse câncer de mama triplo-negativo contém o gene
que cospe a droga tão logo ela é entregue.
Normalmente, a doxorrubicina, vamos chamá-la de "dox",
é a droga que se usa primeiro no tratamento de câncer de mama.
Então, tratamos nossos animais primeiro com um núcleo de dox, somente dox.
O tumor reduziu sua taxa de crescimento,
mas ainda cresceu rapidamente, dobrando de tamanho em duas semanas.
Então, tentamos nossa combinação de superarma.
Uma partícula de nanocamada com siRNA contra a bomba quimioterápica,
e mais, nós temos a dox no núcleo.
E veja, descobrimos que os tumores não apenas pararam de crescer,
eles realmente diminuíram de tamanho
e foram eliminados em alguns casos.
Os tumores estavam realmente regredindo.
(Aplausos)
O que é ótimo nessa abordagem é que pode ser personalizada.
Podemos adicionar várias camadas diferentes de siRNA
para abordar diferentes mutações e mecanismos de defesa do tumor.
E podemos colocar drogas variadas no núcleo da nanopartícula.
Uma vez que os médicos aprendam como testar os pacientes
e entendam certos tipos genéticos de tumor,
podem ajudar a determinar quais pacientes podem se beneficiar dessa estratégia
e quais bloqueadores de genes podemos usar.
O câncer de ovário mexe comigo de uma maneira especial.
É um câncer muito agressivo,
em parte porque é descoberto em fases muito avançadas,
quando está bem desenvolvido
e há um número grande de mutações genéticas.
Depois da primeira rodada de quimioterapia,
esse câncer volta em 75% dos pacientes.
E normalmente reaparece numa forma resistente à droga.
O câncer de ovário de alto grau
é um dos maiores supervilões por aí.
E agora estamos apontando nossa superarma para vencê-lo.
Como pesquisadora,
normalmente não trabalho com pacientes.
Mas recentemente conheci uma mãe
que é uma sobrevivente de câncer de ovário, Mimi, e sua filha, Paige.
Fui profundamente inspirada pelo otimismo e força
que mãe e filha mostraram
e pela história delas de coragem e apoio.
Naquele evento, falamos sobre as diferentes tecnologias
direcionadas ao câncer.
E Mimi estava chorando
enquanto explicava como aprender sobre esses esforços
dava a ela esperança para as gerações futuras,
incluindo sua própria filha.
Isso realmente me tocou.
Não se trata apenas de construir uma ciência realmente elegante.
Trata-se de mudar as vidas das pessoas.
É sobre entender o poder da engenharia
na escala das moléculas.
Uma vez que estudantes como Paige avancem em suas carreiras,
abrirão novas possibilidades
de enfrentar alguns dos grandes problemas de saúde do mundo,
incluindo câncer de ovário, desordens neurológicas, doenças contagiosas,
assim como a engenharia química achou uma forma de abrir portas para mim,
e tem provido uma forma de engenharia
na menor das escalas, no nível das moléculas,
para curar na escala humana.
Obrigada.
(Aplausos)