How nanoparticles could change the way we treat cancer | Joy Wolfram

المترجم: aya emam المدقّق: Ayman Mahmoud

It was a Sunday afternoon back in April of this year.

إنه كان ظهر يوم الأحد في ابريل من هذا العام

My phone was ringing,

كان يرن هاتفي

I picked it up.

أجبت علي الهاتف

The voice said, "It's Rebecca.

إنه صوت ريبيكا

I'm just calling to invite you

"أنا اتصلت فقط لأدعوكِ

to my funeral."

لحضور عزائي"

I said, "Rebecca, what are you talking about?"

فقلت لها: عن ماذا تتحدثين يا ريبيكا

She said, "Joy, as my friend, you have to let me go.

قالت: كصديقتي، يجب أن تدعيني أذهب

It's my time."

لقد حان وقتي

The next day, she was dead.

في اليوم الذي يليه توفت

Rebecca was 31 years old when she died.

فعندما توفيت ريبيكا كان لديها 31 عام

She had an eight-year struggle with breast cancer.

فهي كانت تصارع سرطان الثدي لثمانية أعوام

It came back three times.

فلقد عاد لها المرض ثلاث مرات

I failed her.

إنني خذلتها

The scientific community failed her.

لقد خذلها الوسط العلمي

And the medical community failed her.

و لقد خذلها الأوساط الطبية

And she's not the only one.

فهي لم تكن الوحيدة فقط

Every five seconds,

فكل خمس ثواني

someone dies of cancer.

شخص يتوفي بسبب السرطان

Today, we medical researchers are committed

فاليوم، نحن الباحثون الطبيون ملتزمون

to having Rebecca and people like her

بأن تكون ريبيكا ومن مثلها

be one of the last patients that we fail.

آخر المرضى الذين نفشل في علاجهم

The US government alone has spent over 100 billion on cancer research

فلقد أنفقت الحكومة الامريكية وحدها فيما يزيد عن مائة مليار على أبحاث السرطان

since the 1970s,

منذ السبعينات

with limited progress in regards to patient survival,

مع ذلك هناك تقدم محدود فيما يتعلق بعلاج المريض وشفائه

especially for certain types of very aggressive cancers.

خصوصاً مع انواع معينة قوية من السرطان

So we need a change because, clearly,

ولذلك نحتاج أن نقوم بالتغيير لأن

what we've been doing so far has not been working.

ما كنا نقوم به حتي الان لم يحقق نجاحاً

And what we do in medicine is to send out firefighters,

وما نفعله في الطب هو لكي نُخرِج رجال إطفاء

because cancer is like a big fire.

لان السرطان يشبه حريقاَ كبيراً

And these firefighters are the cancer drugs.

وما نعنيه برجال الإطفاء هو علاج السرطان

But we're sending them out without a fire truck --

و نحن نُخرِجهم ولكن بدون سيارة إطفاء

so without transportation, without ladders

و لذا بدون وسائل نقل و بدون سلالم

and without emergency equipment.

وبدون معدات للطوارئ

And over 99 percent of these firefighters never make it to the fire.

وأكثر من 99 في المائة من رجال الإطفاء لم يتمكنوا من الوصول إلي تلك النيران

Over 99 percent of cancer drugs never make it to the tumor

أكثر من 99 في المائة من العقاقير المضادة للسرطان لا تتمكن من الوصول للورم

because they lack transportation and tools

وذلك لعدم توفر وسائل للنقل وأدوات لذلك

to take them to the location they're aiming for.

لتنقلهم للمكان المراد علاجه

Turns out, it really is all about location, location, location.

فكما اتضح، كل شيئاً يتعلق بالمكان، المكان، المكان

(Laughter)

(أصوات ضحك)

So we need a fire truck to get to the right location.

لذا فنحن بحاجة إلي سيارة إطفاء لكي نتمكن من الوصول للمكان الصحيح

And I'm here to tell you that nanoparticles are the fire trucks.

و لقد اتيت هنا لكي اخبركم بأن جزيئات النانو هي ما تمثل سيارات الإطفاء

We can load cancer drugs inside nanoparticles,

وأننا نستطيع أن نضع علاج السرطان بداخل جزيئات النانو

and nanoparticles can function as the carrier

فجزيئات النانو سوف تعمل كناقل

and necessary equipment

وأداة ضرورية

to bring the cancer drugs to the heart of the tumor.

لنقل علاج السرطان لداخل الورم نفسه

So what are nanoparticles,

لذا فما هي جزيئات النانو

and what does it really mean to be nano-sized?

و ماذا يعني بأن تكون في حجم النانو؟

Well, there are many different types of nanoparticles

هناك أنواع عديدة من جزيئات النانو

made out of various materials,

مصنوعة من مواد مختلفة

such as metal-based nanoparticles

مثل جزيئات النانو التي اساسها المعادن

or fat-based nanoparticles.

او جزيئات من النانو اساسها الدهون

But to really illustrate what it means to be nano-sized,

ولكن لكي نوضح ماذا يعني بأن تكون في حجم النانو

I took one of my hair strands

فلقد اخذت واحده من خصلات شعري

and placed it under the microscope.

و وضعتها تحت الميكروسكوب

Now, I have very thin hair,

و الآن لدي خصلة شعر رفيعه جدا

so my hair is approximately 40,000 nanometers in diameter.

يبلغ قطرها حوالي 40.000 نانومتر

So this means, if we take 400 of our nanoparticles

وذلك يعني أننا إذا أخذنا 400 من جزيئات النانو التي لدينا

and we stack them on top of each other,

و نكدسهم فوق بعضهم البعض

we get the thickness of a single hair strand.

فسوف نحصل على سمك خصلة شعر واحدة.

I lead a nanoparticle laboratory to fight cancer and other diseases

فأنا اقود معمل خاص بجزيئات النانو لعلاج السرطان وأمراض أخرى

at Mayo Clinic here in Jacksonville.

بعيادة مايو هنا في جاكسونفيل

And at Mayo Clinic,

و هنا في عيادة مايو

we really have the tools to make a difference for patients,

نحن لدينا الأدوات التي تمكننا من إحداث فرق للمرضى

thanks to the generous donations and grants to fund our research.

بفضل التبرعات الكبيرة والمنح لتمويل أبحاثنا

And so, how do these nanoparticles manage to transport cancer drugs

وهكذا، كيف يمكن لجزيئات النانو نقل العلاج الخاص بالسرطان

to the tumor?

للورم ؟

Well, they have an extensive toolbox.

حسناً فإنها لديها مجموعة أدوات لفعل لذلك

Cancer drugs without nanoparticles are quickly washed out of the body

فأدوية السرطان التي لا تعمل بالنانو تنجرف سريعاً خارج الجسم

through the kidneys

من خلال الكلي

because they're so small.

لأنها صغيرة للغاية

So it's like water going through a sieve.

فإنها تشبه المياه وهي تمر خلال المصفاة

And so they don't really have time to reach the tumor.

وبالتالي ليس لديها الوقت لكي تصل للورم

Here we see an illustration of this.

وهنا نري توضيحاً لذلك

We have the firefighters, the cancer drugs.

حيث لدينا علاج السرطان

They're circulating in the blood,

فهم يمرون خلال الدم

but they're quickly washed out of the body

و لكنهم ينجرفون سريعاً خارج الجسم

and they don't really end up inside the tumor.

فلا تتمكن من الوصول للورم

But if we put these cancer drugs inside nanoparticles,

ولكننا إذا وضعنا هذا العلاج بداخل جزيئات النانو

they will not get washed out by the body

فإنهم لن ينجرفوا خارج الجسم

because the nanoparticles are too big.

وذلك لأن جزيئات النانو كبيرة للغاية

And they will continue to circulate in the blood,

وبالتالي سوف تستمر في السريان خلال الدم

giving them more time to find the tumor.

وتتيح مزيداً من الوقت للوصول للورم

And here we see the cancer drug, the firefighters,

وهنا نري العلاج او مايعرف برجال الاطفاء

inside the fire truck, the nanoparticles.

وداخل سيارات الإطفاء توجد جزيئات النانو

They're circulating in the blood,

فهم يمرون خلال الدم

they don't get washed out

ولا ينجرفوا للخارج

and they actually end up reaching the tumor.

وينتهي بهم المسير بالوصول داخل الورم

And so what other tools do nanoparticles have?

إذاً فما الأدوات الأخرى التي تحتوي عليها جزيئات النانو؟

Well, they can protect cancer drugs from getting destroyed inside the body.

حسناً فإنها تعمل على حماية ذلك العلاج من أن يُدمَر داخل الجسم

There are certain very important but sensitive drugs

فهناك عقاقير هامة جدا ولكنها حساسة

that are easily degraded by enzymes in the blood.

حيث تتحلل بواسطة الإنزيمات داخل الدم

So unless they have this nanoparticle protection,

لذا ما لم يكن لديهم هذه الحماية بواسطة جزيئات النانو

they will not be able to function.

فلن يتمكنوا من أداء وظيفتهم

Another nanoparticle tool are these surface extensions

وهناك اداة اخرى لجزيئات النانو و هي تلك الامتدادات السطحية

that are like tiny hands with fingers that grab on to the tumor

فهي تمثل أيدي صغيرة بها أصابع تمسك بالورم

and fit exactly onto it,

فتناسب ذلك تماما

so that when the nanoparticles are circulating,

لذا فعندما تسير جزيئات النانو

they can attach onto the cancer cells,

تستطيع أن تمسك بالخلايا السرطانية

buying the cancer drugs more time to do their job.

وذلك يعطي هذه العقاقير الوقت الكافي لأداء وظيفتها

And these are just some of the many tools that nanoparticles can have.

وذلك بعضاً من الأدوات العديدة التي تتميز بها جزيئات النانو

And today,

واليوم

we have more than 10 clinically approved nanoparticles for cancer

لدينا أكثر من 10 جزيئات نانو معتمدة طبياً لعلاج السرطان

that are given to patients all over the world.

تُعطي للمرضى في جميع أنحاء العالم

Yet, we have patients, like Rebecca, who die.

ومع ذلك لدينا مرضي مثل ريبيكا يتوفون

So what are the major challenges and limitations

لذا فما هي التحديات والقيود الاساسية

with currently approved nanoparticles?

التي تواجه جزيئات النانو الموافق عليها حالياً؟

Well, a major challenge is the liver,

حسناً فالتحدي الرئيسي هو الكبد

because the liver is the body's filtration system,

لأن الكبد يعتبر جهاز الترشيح والتنقية بجسم الإنسان

and the liver recognizes and destroys foreign objects,

فالكبد يتعرف على الأجسام الغريبة و يدمرها

such as viruses, bacteria and also nanoparticles.

كالفيروسات والبكتيريا وكذلك جزيئات النانو

And the immune cells in the liver eat the nanoparticles,

والخلايا المناعية في الكبد تأكل جزيئات النانو

preventing them from reaching the tumor.

فتمنعها من الوصول إلي الورم

And here we see an illustration where the kidney is no longer a problem,

وهنا نري توضيحاً حيث الكلي لم تعد تمثل أي مشكلة

but these fire trucks, the nanoparticles,

لكن تلك السيارات الناقلة و جزيئات النانو

get stuck in the liver

سوف تلتصق بالكبد

and, actually, less of them end up reaching the tumor.

وفي الحقيقة قليلاً منهم هو من يصل للورم

So a future strategy to improve nanoparticles

لذا فهناك خطط مستقبلية لتحسين جزيئات النانو

is to temporarily disarm the immune cells in the liver.

لنزع الخلايا المناعية بشكل مؤقت من الكبد

So how do we disarm these cells?

إذا فكيف يمكننا نزع هذه الخلايا؟

Well, we looked at drugs that were already clinically approved

حسناً فقد اطلعنا على العقاقير التي تم الموافقة عليها طبياً

for other indications

ومن ناحية اخري

to see if any of them could stop the immune cells

لمعرفة ما إذا كان اياً منهم يمكنه إيقاف الخلايا المناعية

from eating the nanoparticles.

من أكل جزيئات النانو

And unexpectedly, in one of our preclinical studies,

و بشكل غير متوقع في واحدة من دراستنا التمهيدية

we found that a 70-year-old malaria drug

وجدنا عقار للملاريا عمره 70 عام

was able to stop the immune cells from internalizing the nanoparticles

قادراً علي ايقاف الخلايا المناعية من أكل جزيئات النانو

so that they could escape the liver

و بذلك يتمكنوا من الهروب من الكبد

and continue their journey to their goal, the tumor.

واستمرار طريقهم للوصول إلى الورم

And here we see the illustration of blocking the liver.

وهنا نرى توضيح لكيفية منع الكبد

The nanoparticles don't go there,

حيث لا تذهب جزيئات النانو إليه

and they instead end up in the tumor.

وبدلاً من ذلك ينتهي طريقها بالوصول للورم

So, sometimes, unexpected connections are made in science

لذا في بعض الأحيان تتكون في العلوم روابط غير متوقعة

that lead to new solutions.

تؤدي إلى حلول جديدة

Another strategy for preventing nanoparticles

وهناك طريقة أخرى لمنع جزيئات النانو

from getting stuck in the liver

من الالتصاق في الكبد

is to use the body's own nanoparticles.

وهي باستخدام جزيئات النانو الخاصة بالجسم نفسه

Yes -- surprise, surprise.

نعم إنها مفاجأة

You, and you and you, and all of us have a lot of nanoparticles

فأنت وأنت وأنت و جميعنا لدينا العديد من جزيئات النانو

circulating in our bodies.

تسري في أجسامنا

And because they're part of our bodies,

ولأنها تعتبر جزء من أجسامنا

the liver is less likely to label them as foreign.

فمن غير المحتمل أن يتعامل معهم الكبد على أنهم أجسام غريبة

And these biological nanoparticles can be found in the saliva,

و جزيئات النانو البيولوجية هذه يمكن أن توجد في اللعاب

in the blood, in the urine, in pancreatic juice.

و في الدم و البول و البنكرياس

And we can collect them from the body

وبذلك يمكننا جمعها من الجسم

and use them as fire trucks for cancer drugs.

واستخدامها كسيارات إطفاء او كعقاقير للسرطان

And in this case,

و في هذه الحالة

the immune cells in the liver are less likely to eat

فمن غير المحتمل أن تتغذى الخلايا المناعية في الكبد

the biological nanoparticles.

علي جزيئات النانو البيولوجية

So we're using a Trojan-horse-based concept

لذا فنحن نستخدم مفهموماً يشبه فكرة حصان طروادة

to fool the liver.

لخداع الكبد

And here we see the biological nanoparticles

و هنا نري جزيئات النانو

circulating in the blood.

وهي تسير في الدم

They don't get recognized by the liver,

حيث لم يتعرف عليهم الكبد

and they end up in the tumor.

وبذلك ينتهي طريقهم بالوصول إلى الورم.

And in the future,

ومستقبلاً

we want to exploit nature's own nanoparticles

نحن نريد استغلال جزيئات النانو الخاصة بالطبيعة نفسها

for cancer drug delivery,

لعلاج السرطان

to reduce side effects and save lives

وللحد من الآثار الجانبية و إنقاذ حياة المرضى

by preventing the cancer drugs from being in the wrong location.

عن طريق منع أدوية السرطان من أن تكون في المكان الخطأ

However, a major problem has been:

ومع ذلك فلدينا مشكلة رئيسية وهي

How do we isolate these biological nanoparticles in large quantities

كيف يمكننا أن نعزل كميات كبيرة من جزيئات النانو

without damaging them?

دون أن نتلفهم؟

My lab has developed an efficient method for doing this.

فالمعمل الخاص بي طور طريقة فعالة للقيام بذلك

We can process large quantities of liquids from the body

فيمكننا معالجة كميات كبيرة من السوائل من الجسم

to produce a highly concentrated, high-quality formulation

لإنتاج تركيبة عالية التركيز و الجودة

of biological nanoparticles.

من جزيئات النانو

And these nanoparticles are not yet in clinical use,

وجزيئات النانو هذه لم تستخدم طبيا حتى الآن

because it takes an average of 12 years

لأنها تستغرق متوسط 12 عام

to get something from the lab

للحصول علي نتائج من المعمل

to your medicine cabinet.

لكي يمكننا استخدامة طبياً

And this is the type of challenge that requires teamwork

وهذا النوع من التحديات يتطلب عمل جماعي

from scientists and physicians,

من العلماء والأطباء

who dedicate their lives to this battle.

الذين يكرسون حياتهم لهذه المعركة .

And we keep going, thanks to inspiration from patients.

ونحن نواصل ذلك العمل بفضل الإلهام الذي يأتي من المرضى

And I believe that if we keep working on these nanomedicines,

وأنا اعتقد اننا اذا واصلنا العمل على الادوية المصنعة بتكنولوجيا النانو

we will be able to reduce harm to healthy organs,

سيكون بإمكاننا تقليل الضرر الذي يلحق بأجهزة الجسم

improve quality of life

وتحسين نوعية الحياة

and save future patients.

وإنقاذ حياة المرضى

I like to imagine

فأنا أتخيل

that if these treatments had been available for Rebecca,

لو أن تلك العلاج كان متاح لريبيكا

that call from her

فمكالمة ريبيكا

could have been an invitation

كان من الممكن أن تكون دعوة

not to her funeral,

ليست لحضور عزائها

but her wedding.

ولكن لحضور زفافها

Thank you.

شكرا لكم

(Applause)

(تصفيق)