Hacking bacteria to fight cancer - Tal Danino

Çeviri: Can Boysan Gözden geçirme: Ozay Ozaydin

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

1884'te, bir hastanın şansı kötüden betere doğru ilerlemiş gibiydi.

This patient had a rapidly growing cancer in his neck,

Bu hastanın boynunda hızla büyüyen bir kanser vardı,

and then came down with an unrelated bacterial skin infection.

sonra da alakasız bir bakteriyel deri enfeksiyonu nedeniyle yatağa düştü.

But soon, something unexpected happened:

Fakat yakın zaman sonra beklenmedik bir şey oldu:

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

Enfeksiyonu atlatır atlatmaz kanser de gerilemeye başladı.

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

7 yıl sonra William Coley adındaki bir hekim bu hastanın izini sürdü,

no visible signs of the cancer remained.

kanserin gözle görülür işaretleri kalmamıştı.

Coley believed something remarkable was happening:

Coley dikkate değer bir şeylerin olduğuna inandı:

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

Bakteriyel enfeksiyon kanserle savaşmak için

to fight off the cancer.

hastanın bağışıklık sistemini tetiklemişti.

Coley’s fortunate discovery led him to pioneer

Coley'nin şanslı keşfi, kanseri başarıyla tedavi etmek için

the intentional injection of bacteria to successfully treat cancer.

tasarlanmış bakteri enjeksiyonuna öncülük etmesini sağladı.

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

Yüz yıldan uzun süre sonra sentetik biyologlar bunları bir kez olasılık dışı

to use these once unlikely allies—

amaçla kullanmak niyetiyle güvenli şekilde programlayarak

by programming them to safely deliver drugs directly to tumors.

ilaçları tümörlere taşımak için daha da iyi bir yol buldular.

Cancer occurs when normal functions of cells are altered,

Hücrelerin normal işleyişinin değişmesi tümör hücrelerinin hızla yayılmasına

causing them to rapidly multiply and form growths called tumors.

ve şekillerinin büyümesine neden olarak kanseri meydana getirir.

Treatments like radiation, chemotherapy, and immunotherapy

Işın tedavisi, kemoterapi ve immunoterapi gibi tedaviler

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

kötü huylu hücreleri öldürmeyi hedef alır ama bütün vücudu etkiler

and disrupt healthy tissues in the process.

ve bu süreçte sağlıklı dokuları bozar.

However, some bacteria like E. coli

Yine de E.coli gibi bazı bakterilerin

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

özellikle tümörlerin içinde büyüyebilmek gibi özel bir avantajları vardır.

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

Oysa tümör çekirdeği, bağışıklık hücrelerinden saklanarak

where they can safely multiply, hidden from immune cells.

güvenle yayılabileceği ideal bir ortam oluşturur.

Instead of causing infection,

Enfeksiyona yol açmak yerine

bacteria can be reprogrammed to carry cancer-fighting drugs,

tümörü içeriden hedefleyen Truva atı gibi hareket ederek

acting as Trojan Horses that target the tumor from within.

kanserle savaşan ilaçları taşımak için yeniden programlanabilir.

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

Algılama ve tepkiyi yeni yollarla yapmak için bakterileri programlama fikri

is a major focus of a field called Synthetic Biology.

Sentetik Biyoloji adı verilen alanının temel odak noktası.

But how can bacteria be programmed?

Ama bakteri nasıl programlanabilir?

The key lies in manipulating their DNA.

Anahtar bakterilerin DNA'larını değiştirmede yatıyor.

By inserting particular genetic sequences into bacteria,

Özel genetik sıralamaları bakteriye yerleştirerek,

they can be instructed to synthesize different molecules,

kanserin büyümesini bozan hücreleri de buna dahil ederek

including those that disrupt cancer growth.

farklı molekülleri sentezlemek için bakteriler görevlendirilir.

They can also be made to behave in very specific ways

Biyolojik devrelerin yardımıyla birçok farklı şekilde

with the help of biological circuits.

hareket etmek için oluşturulabilirler.

These program different behaviors depending on the presence, absence,

Bunlar, varlığa, yokluğa veya çeşitli faktörlerin kombinasyonuna bağlı olarak

or combination of certain factors.

farklı davranışlar programlarlar.

For example, tumors have low oxygen and pH levels

Örneğin; tümörlerin az oksijeni, az pH değeri

and over-produce specific molecules.

ve çok üretilen molekülleri vardır.

Synthetic biologists can program bacteria to sense those conditions,

Sentetik biyologlar bakteriyi, bu şartları algılaması amacıyla programlayabilirler,

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

ve böyle yaparken, sağlıklı dokulardan kaçınarak tümörlere yanıt verirler.

One type of biological circuit,

Senkronize hücre tahribi devresi veya SLC olarak bilinen bir tür biyolojik devre

known as a synchronized lysis circuit, or SLC,

allows bacteria to not only deliver medicine,

bakterinin sadece ilaç taşımasını sağlamaz aynı zamanda bunu bir zamanlamayla yapar.

but to do so on a set schedule.

First, to avoid harming healthy tissue,

Öncelikle, kanser ilaçlarının üretimi

production of anti-cancer drugs begins as bacteria grow,

sağlıklı doku zararını önlemek için sadece tümörün içinde meydana gelen

which only happens within the tumor itself.

bakteri büyümesi olarak başlar.

Next, after they’ve produced the drugs,

İlaçlar üretildikten sonra da

a kill-switch causes the bacteria to burst

kritik bir yoğunluk eşiğine ulaştıklarında

when they reach a critical population threshold.

bir acil kapatma anahtarı bakterinin patlamasına neden olur.

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

Bu hem ilacı salıverir hem de bakterilerin sayısını azaltır.

However, a certain percentage of the bacteria remain alive

Yine de bakterinin belli bir yüzdesi

to replenish the colony.

koloniyi yenilemek için canlı kalır.

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

Neticede, bakterilerin sayısı acil kapatma anahtarını tekrar tetiklemek için

and the cycle continues.

yeterli miktarda artar ve döngü devam eder.

This circuit can be fine-tuned to deliver drugs

Hangi periyodik program kanserle savaşmak için en uygunsa, devrenin ince ayarı

on whatever periodic schedule is best to fight the cancer.

ona göre ilaçları taşımak için yapılabilir.

This approach has proven promising in scientific trials using mice.

Fare kullanılan bilimsel deneylerde, bu yaklaşımın umut verici olduğu kanıtlandı.

Not only were scientists able to successfully eliminate lymphoma tumors

Bilim insanları, bakteriyle birlikte enjekte edilen lenfoma tümörlerini

injected with bacteria,

başarıyla elemekle kalmayıp, bağışıklık hücrelerini tanılamak için olgunlaştırıp

but the injection also stimulated the immune system,

priming immune cells to identify and attack untreated lymphomas

faredeki tedavi edilmemiş lenfomalara saldırtarak bağışıklık sisteminin

elsewhere in the mouse.

enjeksiyonla uyarılmasını sağladılar.

Unlike many other therapies,

Birçok terapinin aksine, bakteri belirli bir kanser türünü hedef almaz

bacteria don’t target a specific type of cancer,

but rather the general characteristics shared by all solid tumors.

ama bütün katı tümörler tarafından paylaşılan genel özellikleri hedef alır.

Nor are programmable bacteria limited to simply fighting cancer.

Programlanabilir bakteri de sadece kanserle savaşmakla sınırlı değil.

Instead, they can serve as sophisticated sensors

Onun yerine, gelecekteki hastalıkları takip eden

that monitor sites of future disease.

karmaşık sensörler olarak işlev görürler.

Safe probiotic bacteria could perhaps lie dormant within our guts,

Belki de faydalı probiyotik bakteriler bağırsaklarımızda uykuda bekleyecek,

where they’d detect, prevent, and treat disorders

ve zamanı geldiğinde hastalıkları tespit edecek, önleyecek

before they have the chance to cause symptoms.

ve hatta tedavi edecekler.

Advances in technology have created excitement around a future

Teknolojideki gelişmeler mekanik mini robotlarla işleyen

of personalized medicine driven by mechanical nanobots.

bireyselleştirilmiş tıbbın geleceği ile ilgili heyecan yarattı.

But thanks to billions of years of evolution

Ama milyarlarca yıllık evrimin sayesinde

we may already have a starting point

biyolojik bakteri türleriyle

in the unexpectedly biological form of bacteria.

hali hazırda bir başlangıç noktamız olabilir.

Add synthetic biology to the mix,

Sentetik biyolojiyi de karışıma ekleyin,

and who knows what might soon be possible.

kim bilir gelecekte neler mümkün olacak?