Rak pogađa sve nas,
naročito njegove vrste koje se vraćaju iznova i iznova,
one koje su izuzetno invazivne i otporne na lekove,
koje se opiru medicinskom lečenju,
čak i kada ih napadamo najboljim lekovima.
Inženjering na molekularnom nivou,
rad na najmanjem mogućem nivou
može pružiti uzbudljive nove načine
za borbu usmerenu protiv najagresivnijih oblika raka.
Rak je vrlo snalažljiva bolest.
Postoje neki oblici raka za koje smo, srećom,
relativno dobro naučili kako da se postaramo
poznatim i potvrđenim lekovima i operacijama.
Međutim, postoje neke vrste raka
koje ne reaguju na te pristupe
i tumor preživi ili se vrati,
čak i nakon snažnog napada lekovima.
Možemo da zamislimo te vrlo agresivne oblike raka
kao superzlikovce u stripovima.
Pametni su, prilagodljivi
i vrlo uspešni u preživljavanju.
Takođe, kao i kod većine superzlikovaca u poslednje vreme,
njihove supermoći proističu iz genetske mutacije.
Geni koji su izmenjeni unutar ćelija tumora
mogu da osposobe i pronađu ključ za nove nezamislive vidove preživljavanja,
omogućavajući ćelijama raka da prežive
čak i naša najbolja lečenja hemoterapijom.
Jedan od primera je trik u kome gen omogućava da ćelija,
čak i dok se lek približava ćeliji,
istisne lek,
pre nego što on može ostvariti dejstvo.
Zamislite, ćelija efikasno odbacuje lek.
Ovo je samo jedan primer od mnogo genetskih trikova
u vreći našeg superzlikovca, raka.
Sve to je zahvaljujući mutantskim genima.
Dakle, imamo superzlikovca sa neverovatnim supermoćima.
Potreban nam je nov i snažan način napada.
Zapravo, možemo isključiti gen.
Ključ je grupa molekula poznata kao siRNK.
Ona predstavlja kratke nizove genetskog koda
koji dovode do toga da ćelija blokira određeni gen.
Svaki siRNK molekul može da isključi određeni gen
unutar ćelije.
Mnogo godina od njenog otkrića,
naučnici su bili veoma uzbuđeni
zbog načina na koje možemo primeniti te blokatore gena u medicini.
Međutim, postoji problem.
Molekul siRNK dobro funkcioniše unutar ćelije,
ali kada je izložen enzimima
koji se nalaze u našem krvotoku ili našim tkivima,
razgrađuje se za nekoliko sekundi.
Mora da se upakuje i zaštiti tokom svog putovanja kroz telo,
na svom putu ka krajnjoj meti unutar ćelije raka.
Dakle, evo naše strategije.
Najpre ćeliji raka damo dozu siRNK-a, blokatora gena,
i zaustavimo te gene za preživljavanje,
a zatim je dotučemo hemoterapijom.
Kako da to sprovedemo?
Pomoću molekularnog inženjeringa,
možemo konstruisati superoružje
koje može da putuje kroz krvotok.
Mora da bude dovoljno malo da prođe kroz krvotok,
dovoljno malo da prodre u tkivo tumora
i mora da bude dovoljno malo da ga ćelija raka može preuzeti u sebe.
Da bi dobro obavila zadatak,
mora otprilike biti veličine stotog dela ljudske dlake.
Hajde da bliže pogledamo kako možemo da sačinimo ovu nanočesticu.
Prvo, započnimo jezgrom nanočestice.
To je malena kapsula koja sadrži lek hemoterapije.
To je otrov koji će okončati život ćelije tumora.
Oko tog jezgra obmotaćemo vrlo tanak,
nekoliko nanometara tanak prekrivač molekula siRNK.
To je naš blokator gena.
Zato što je siRNK jako negativno naelektrisan,
možemo ga zaštititi
finim zaštitnim slojem pozitivno naelektrisanog polimera.
Dva suprotno naelektrisana molekula se priljube zajedno
pomoću privlačenja naboja,
a to nam obezbeđuje zaštitni sloj
koji sprečava da se siRNK razgradi u krvotoku.
Skoro da smo završili.
(Smeh)
Ipak, postoji još jedna velika prepreka o kojoj moramo da mislimo.
Zapravo, to je možda najveća prepreka od svih.
Kako da primenimo ovo superoružje?
Mislim, svako dobro oružje mora da ima metu,
moramo da naciljamo to superoružje ka ćelijama superzlikovca
koje se nalaze u tumoru.
Međutim, naše telo ima prirodni imuni sistem za obranu,
ćelije koje postoje u krvotoku
i prepoznaju šta tu ne pripada,
tako da to mogu da unište ili uklone.
Pogodite šta? Naša nanočestica se smatra stranim telom.
Moramo da prokrijumčarimo nanočesticu pored sistema odbrane tumora.
Moramo da je dovedemo krišom od ovog mehanizma uklanjanja stranih tela
tako što ćemo je maskirati.
Zato dodajemo još jedan sloj negativnog naboja
oko te nanočestice,
što ima dve svrhe.
Prvo, taj spoljašnji sloj je jedan od prirodno naelektrisanih,
visoko hidriranih polisaharida koji postoje u našem telu.
On stvara oblak molekula vode oko nanočestice,
što nam daje efekat nevidljivog zastora.
Nevidljivi zastor omogućava nanočestici
da putuje kroz krvotok
dovoljno dugo i daleko da stigne do tumora,
a da je telo ne ukloni.
Drugo, ovaj sloj sadrži molekule
koji se posebno vezuju za ćeliju tumora.
Kada se jednom vežu, ćelija raka preuzima nanočesticu
i sada imamo nanočesticu unutar ćelije raka
i spremnu da se aktivira.
To! I ja se isto tako osećam. Hajdemo!
(Aplauz)
Molekul siRNK nastupa prvi.
Deluje satima,
dajući dovoljno vremena da se zaustave i blokiraju ti geni za preživljavanje.
Sada smo onesposobili te genetske supermoći.
Ono što ostaje je ćelija raka bez naročitih odbrana.
Tada hemoterapijski lek izlazi iz jezgra
i uništava ćeliju tumora čisto i efikasno.
Sa dovoljno blokatora gena,
možemo se pobrinuti za mnogo različitih vrsta mutacija,
što bi dalo šansu da oteramo tumore,
bez ostavljanja negativaca.
Pa, kako naša strategija funkcioniše?
Testirali smo na životinjama ove nanočestice
koristeći izrazito agresivnu vrstu trostruko negativnog raka dojke.
Trostruko negativni rak dojke pokazuje gen
koji izbacuje lek protiv raka čim se on unese.
Obično je doksorubicin - zvaćemo ga doks -
lek protiv raka koji čini prvu liniju lečenja kod raka dojke.
Dakle, prvo smo lečili životinje jezgrom doksa, samo doksom.
Tempo rasta tumora je usporio,
ali i dalje su brzo rasli,
udvostručivši se tokom perioda od dve nedelje.
Zatim smo probali naše kombinovano superoružje.
Čestica nanosloja sa siRNK-om naspram pumpe za hemoterapiju,
a pored toga imamo i doks u jezgru.
Pogledajte, otkrili smo ne samo da su tumori prestali da rastu,
već su se zapravo smanjili
i bili uklonjeni u nekim slučajevima.
Tumori su se zaista povlačili.
(Aplauz)
Sjajna stvar u vezi sa ovim pristupom jeste to da može biti personalizovan.
Možemo dodati više različitih slojeva siRNK-a
da bismo se usmerili na različite mutacije i mehanizme odbrane tumora.
Možemo staviti i različite lekove u središte nanočestice.
Kako doktori budu saznavali kako da testiraju pacijente
i shvatali određene genetske tipove tumora,
mogu nam pomoći da odredimo
kojim pacijentima može koristiti ova strategija
i koje blokatore gena možemo da koristimo.
Rak jajnika me posebno dira u žicu.
To je vrlo agresivan rak,
delom zato što se otkriva u vrlo kasnim fazama,
kada je dosta napredovao
i postoji veliki broj genetskih mutacija.
Nakon prve ture hemoterapije,
rak se vraća kod 75 odsto pacijenata
i obično se vraća u obliku koji je otporan na lekove.
Rak jajnika visokog stepena
je jedan od najvećih superzlikovaca.
Sada usmeravamo naše superoružje
ka njegovom porazu.
Kao istraživač,
obično nemam priliku da radim sa pacijentima.
Ipak, nedavno sam upoznala majku
koja je preživela rak jajnika, Mimi, kao i njenu ćerku Pejdž.
Duboko me je inspirisao optimizam i snaga
koje su ispoljile majka i ćerka,
kao i njihova priča hrabrosti i podrške.
Na tom događaju smo govorili o različitim tehnologijama
usmerenim protiv raka.
Mimi je bila u suzama
dok je objašnjavala kako joj saznanje o ovim nastojanjima
daje nadu za buduće generacije,
uključujući njenu ćerku.
To me je zaista dirnulo.
Ne radi se samo o izgradnji veoma elegantne nauke.
Radi se o menjanju života ljudi.
Radi se o razumevanju moći inženjeringa
na molekularnom nivou.
Znam da će, dok studenti poput Pejdž budu napredovali u svojim karijerama,
otvoriti nove mogućnosti za bavljenje
nekim od velikih svetskih problema u oblasti zdravlja,
uključujući rak jajnika, neurološka oboljenja, infektivne bolesti,
baš kao što je hemijski inženjering našao način da meni otvori vrata
i pružio način inženjeringa
na najsitnijem, molekularnom nivou,
da bi doneo isceljenje na ljudskom nivou.
Hvala.
(Aplauz)