Hacking bacteria to fight cancer - Tal Danino

Traducător: Andreea-Adriana Neamtu Corector: Mirel-Gabriel Alexa

In 1884, a patient’s luck seemed to go from bad to worse.

În 1884, părea că norocul unui pacient merge de la rău la mai rău.

This patient had a rapidly growing cancer in his neck,

Acest pacient prezenta o dezvoltare rapidă a cancerului la nivelul gâtului

and then came down with an unrelated bacterial skin infection.

și ulterior s-a ales cu o infecție bacteriană a pielii.

But soon, something unexpected happened:

Dar curând, ceva neașteptat s-a întâmplat:

as he recovered from the infection, the cancer also began to recede.

pe măsură ce s-a vindecat infecția, cancerul a început și el să se retragă.

When a physician named William Coley tracked the patient down 7 years later,

Când medicul William Coley, a căutat pacientul șapte ani mai târziu,

no visible signs of the cancer remained.

acesta nu mai avea semne vizibile ale cancerului.

Coley believed something remarkable was happening:

Coley credea că se întâmplase ceva remarcabil:

that the bacterial infection had stimulated the patient’s immune system

că infecția bacteriană stimulase sistemul imunitar al pacientului

to fight off the cancer.

să lupte împotriva cancerului.

Coley’s fortunate discovery led him to pioneer

Descoperirea norocoasă a lui Coley a condus la pionieratul

the intentional injection of bacteria to successfully treat cancer.

injectării intenționate de bacterii pentru tratarea cancerului.

Over a century later, synthetic biologists have found an even better way

Un secol mai târziu, biologii sintetici au găsit o cale și mai bună

to use these once unlikely allies—

de a folosi acești aliați improbabili

by programming them to safely deliver drugs directly to tumors.

și de a-i programa să livreze în siguranță medicamente direct la locul tumorii.

Cancer occurs when normal functions of cells are altered,

Cancerul apare atunci când funcțiile celulare normale sunt modificate,

causing them to rapidly multiply and form growths called tumors.

determinând celulele să se dividă rapid și să formeze tumori.

Treatments like radiation, chemotherapy, and immunotherapy

Tratamentele precum radiațiile, chimioterapia și imunoterapia

attempt to kill malignant cells, but can affect the entire body

încearcă să ucidă celulele maligne, dar pot afecta întregul corp

and disrupt healthy tissues in the process.

și pot perturba țesuturile sănătoase în acest proces.

However, some bacteria like E. coli

Cu toate acestea, unele bacterii precum E. coli

have the unique advantage of being able to selectively grow inside tumors.

prezintă excepționalul avantaj de a crește selectiv în interiorul tumorilor.

In fact, the core of a tumor forms an ideal environment

De fapt, nucleul unei tumori formează un mediu propice

where they can safely multiply, hidden from immune cells.

unde acestea se pot divide în siguranță, ascunse de celulele imunitare.

Instead of causing infection,

În loc să producă infecții,

bacteria can be reprogrammed to carry cancer-fighting drugs,

bacteriile pot fi reprogramate să transporte medicamente anti-cancer,

acting as Trojan Horses that target the tumor from within.

acționând precum un Cal Troian care luptă împotriva tumorii din interior.

This idea of programming bacteria to sense and respond in novel ways

Această idee de programare a bacteriilor să simtă și să răspundă în moduri inedite

is a major focus of a field called Synthetic Biology.

reprezintă un interes major al domeniului numit biologie sintetică.

But how can bacteria be programmed?

Dar cum pot fi programate bacteriile?

The key lies in manipulating their DNA.

Soluția constă în manipularea ADN-ului lor.

By inserting particular genetic sequences into bacteria,

Prin inserarea unor secvențe genetice specifice în bacterii,

they can be instructed to synthesize different molecules,

acestea pot fi instruite să sintetizeze diferite molecule,

including those that disrupt cancer growth.

inclusiv cele care perturbă creșterea cancerului.

They can also be made to behave in very specific ways

Ele pot fi produse să se comporte în moduri foarte specifice,

with the help of biological circuits.

folosind circuite biologice.

These program different behaviors depending on the presence, absence,

Acestea programează diferite răspunsuri în funcție de prezența, absența

or combination of certain factors.

sau combinarea anumitor factori.

For example, tumors have low oxygen and pH levels

De exemplu, tumorile au o concentrație redusă de oxigen și un pH acid

and over-produce specific molecules.

și produc molecule specifice în exces.

Synthetic biologists can program bacteria to sense those conditions,

Biologii sintetici pot programa bacteriile să detecteze aceste condiții,

and by doing so, respond to tumors while avoiding healthy tissue.

și astfel, să ajungă la tumori evitând țesutul sănătos.

One type of biological circuit,

Un tip de circuit biologic,

known as a synchronized lysis circuit, or SLC,

cunoscut sub numele de circuit de liză sincronizat, sau CLS,

allows bacteria to not only deliver medicine,

permite bacteriilor nu doar să furnizeze medicamente,

but to do so on a set schedule.

dar și să facă acest lucru după un program prestabilit.

First, to avoid harming healthy tissue,

Pentru a evita deteriorarea țesutului sănătos,

production of anti-cancer drugs begins as bacteria grow,

producția de medicamente anti-cancer începe pe măsură ce bacteriile cresc

which only happens within the tumor itself.

ceea ce se întâmplă doar în interiorul tumorii.

Next, after they’ve produced the drugs,

Ulterior, după ce produc medicamentele,

a kill-switch causes the bacteria to burst

e declanșat mecanismul de suicid cauzând spargerea bacteriilor

when they reach a critical population threshold.

atunci cănd acestea ating pragul populației critice.

This both releases the medicine and decreases the bacteria’s population.

Acest proces eliberează medicamentul și, totodată, scade populația bacteriilor.

However, a certain percentage of the bacteria remain alive

Cu toate acestea, un anumit procent din bacterii rămân vii

to replenish the colony.

pentru a reface colonia.

Eventually their numbers grow large enough to trigger the kill switch again,

Când numărul lor crește suficient pentru a declanșa din nou mecanismul de suicid,

and the cycle continues.

ciclul se reia.

This circuit can be fine-tuned to deliver drugs

Acest circuit poate fi reglat să livreze medicamente

on whatever periodic schedule is best to fight the cancer.

într-un program periodic avantajos pentru lupta împotriva cancerului.

This approach has proven promising in scientific trials using mice.

Această abordare e promițătoare în studiile științifice pe șoareci.

Not only were scientists able to successfully eliminate lymphoma tumors

Oamenii de știință au fost capabili să elimine cu succes limfoamele

injected with bacteria,

injectate cu bacterii,

but the injection also stimulated the immune system,

dar și să stimuleze sistemul imunitar prin aceste injectări,

priming immune cells to identify and attack untreated lymphomas

instruind celulele imunitare să identifice și atace limfoamelor netratate

elsewhere in the mouse.

localizate în alte părți.

Unlike many other therapies,

Spre deosebire de multe alte terapii,

bacteria don’t target a specific type of cancer,

bacteriile nu vizează doar un anumit tip de cancer,

but rather the general characteristics shared by all solid tumors.

ci mai degrabă caracteristicile generale împărtășite de toate tumorile solide.

Nor are programmable bacteria limited to simply fighting cancer.

Totodată, bacteriile programabile nu se limitează la lupta împotriva cancerului.

Instead, they can serve as sophisticated sensors

În schimb, bacteriile pot servi ca senzori sofisticați

that monitor sites of future disease.

care monitorizează locațiile viitoarelor boli.

Safe probiotic bacteria could perhaps lie dormant within our guts,

Bacteriile probiotice ar putea rămâne în stare de latență în intestin,

where they’d detect, prevent, and treat disorders

unde ar detecta, preveni și trata tulburările

before they have the chance to cause symptoms.

înainte ca acestea să devină simptomatice.

Advances in technology have created excitement around a future

Progresul tehnologic ne entuziasmează pentru un viitor

of personalized medicine driven by mechanical nanobots.

al medicinei personalizate conduse de nanoboți mecanici.

But thanks to billions of years of evolution

Dar datorită miliardelor de ani de evoluție,

we may already have a starting point

avem deja un punct de plecare

in the unexpectedly biological form of bacteria.

sub forma biologică neașteptată a bacteriilor.

Add synthetic biology to the mix,

Adăugând biologia sintetică la aceasta,

and who knows what might soon be possible.

cine știe ce va fi în curând posibil?