Mina Bissell: Experiments that point to a new understanding of cancer

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Translator: Marieta Avramova Reviewer: Yavor Ivanov

Now, I don't usually like cartoons,

По принцип не харесвам анимациите,

I don't think many of them are funny,

не мисля, че повечето от тях са смешни,

I find them weird. But I love this cartoon from the New Yorker.

мисля, че са странни. Но обичам този комикс от "Ню Йоркър",

(Text: Never, ever think outside the box.) (Laughter)

(Текст: Никога не мисли извън кутията.) (Смях)

So, the guy is telling the cat,

И така, мъжът казва на котката:

don't you dare think outside the box.

не си позволявай да мислиш извън кутията.

Well, I'm afraid I used to be the cat.

Е, опасявам се, че преди аз бях котката.

I always wanted to be outside the box.

Винаги исках да бъда извън кутията.

And it's partly because I came to this field

Отчасти това е защото аз навлязох в тази област

from a different background, chemist and a bacterial geneticist.

от различна среда, като химик и бактериален генетик.

So, what people were saying to me

И това, което хората ми казваха

about the cause of cancer, sources of cancer,

за причинителите на рака, източниците на рака

or, for that matter, why you are who you are,

или, фактически, защо ти си този, който си,

didn't make sense.

нямаше смисъл.

So, let me quickly try and tell you why I thought that

Така че, позволете ми да ви обясня набързо защо си мислих това

and how I went about it.

и как подходих към него.

So, to begin with, however,

За да започнем, обаче,

I have to give you a very, very quick lesson

трябва да ви дам един много, много бърз урок

in developmental biology,

по еволюционна биология,

with apologies to those of you who know some biology.

с извинение към тези от вас, които разбират от биология.

So, when your mom and dad met,

Така, когато вашите майка и баща са се срещнали

there is a fertilized egg,

е имало оплодена яйцеклетка,

that round thing with that little blip.

това кръгло нещо с този малък израстък.

It grows and then it grows,

Тя расте и расте

and then it makes this handsome man.

и след това образува този красив мъж.

(Applause)

(Аплодисменти)

So, this guy, with all the cells in his body,

Този мъж, с всичките клетки в тялото му,

all have the same genetic information.

всички имат същата генетична информация.

So how did his nose become his nose, his elbow his elbow,

И как неговият нос е станал негов нос, как лакътят му е станал лакът

and why doesn't he get up one morning

и защо не се събужда някоя сутрин

and have his nose turn into his foot?

и не открива, че носът му се е превърнал в крак?

It could. It has the genetic information.

Това може да се случи. Носът му има генетичната информация.

You all remember, dolly,

Всички помните Доли,

it came from a single mammary cell.

тя произлезе от една единствена клетка от млечна жлеза.

So, why doesn't it do it?

Тогава защо не става?

So, have a guess of how many cells he has in his body.

Познайте колко клетки има той в тялото си.

Somewhere between 10 trillion to 70 trillion cells in his body.

Има някъде между 10 и 70 трилиона клетки в тялото му.

Trillion!

Трилиони!

Now, how did these cells, all with the same genetic material,

И сега, как тези клетки, всички със същия генетичен материал,

make all those tissues?

са направили тези тъкани?

And so, the question I raised before

Така въпросът, който зададох преди

becomes even more interesting if you thought about

става дори по-интересен, ако мислите за

the enormity of this in every one of your bodies.

мащаба на това в телата на всички от вас.

Now, the dominant cancer theory would say

Сега доминиращата теория за рака би казала,

that there is a single oncogene

че има един единствен онкоген

in a single cancer cell, and it would make you

в една единствена ракова клетка, който би ви направил

a cancer victim.

жертва на рака.

Well, this did not make sense to me.

Е, това беше неразбираемо за мен.

Do you even know how a trillion looks?

Вие дори знаете ли как изглежда един трилион?

Now, let's look at it.

Сега нека го погледнем.

There it comes, these zeroes after zeroes after zeroes.

Ето го, тези нули, след нули, след нули.

Now, if .0001 of these cells got mutated,

Сега, ако 0,0001 от тези клетки мутират

and .00001 got cancer, you will be a lump of cancer.

и 0,00001 получат рак, ще бъдете бучка рак.

You will have cancer all over you. And you're not.

Ще имате рак навсякъде. А нямате.

Why not?

Защо не?

So, I decided over the years,

И така, аз реших през годините

because of a series of experiments

след серия от експерименти,

that this is because of context and architecture.

че това е заради условията и архитектурата.

And let me quickly tell you

И ми позволете да ви разкажа набързо

some crucial experiment that was able to actually show this.

за важен експеримент, който всъщност успя да покаже това.

To begin with, I came to work with this virus

За начало, аз почнах да работя с този вирус,

that causes that ugly tumor in the chicken.

който причинява този грозен тумор при кокошките.

Rous discovered this in 1911.

Раус го е открил през 1911.

It was the first cancer virus discovered,

Това е бил първият открит раков вирус

and when I call it "oncogene," meaning "cancer gene."

и когато го наричам "онкоген", означава "раков ген".

So, he made a filtrate, he took this filter

Той направил филтрат, взел този филтрат,

which was the liquid after he passed the tumor through a filter,

който представлявал течността, която се получила след като филтрирал тумора,

and he injected it to another chicken, and he got another tumor.

и го инжектирал в друга кокошка и се получил друг тумор.

So, scientists were very excited,

Учените били много развълнувани

and they said, a single oncogene can do it.

и казали, че един онкоген върши всичко.

All you need is a single oncogene.

Нужен е само един онкоген.

So, they put the cells in cultures, chicken cells,

Така, че те култивираха клетките, клетки от кокошки,

dumped the virus on it,

хвърлиха вируса върху тях,

and it would pile up,

и той образува купчини,

and they would say, this is malignant and this is normal.

и те казваха: това е злокачествено, а това е нормално.

And again this didn't make sense to me.

Това отново беше неразбираемо за мен.

So for various reasons, we took this oncogene,

Поради различни причини ние взехме този онкоген,

attached it to a blue marker,

свързахме го със син маркер

and we injected it into the embryos.

и го инжектирахме в ембрионите.

Now look at that. There is that beautiful feather in the embryo.

Сега вижте това. Ето го това красиво перо в ембриона.

Every one of those blue cells are a cancer gene

Всяка една от тези сини клетки е раков ген

inside a cancer cell, and they're part of the feather.

в ракова клетка и те са част от перото.

So, when we dissociated the feather and put it in a dish,

Когато разградихме перото и го сложихме в паничка,

we got a mass of blue cells.

получихме купчина от сини клетки.

So, in the chicken you get a tumor,

Така при кокошката се получава тумор,

in the embryo you don't,

при ембриона - не,

you dissociate, you put it in a dish, you get another tumor.

разграждате го, слагате го в паничка и получавате друг тумор.

What does that mean?

Какво означава това?

That means that microenvironment

Това означава, че микросредата

and the context which surrounds those cells

и условията, които обграждат тези клетки

actually are telling the cancer gene and the cancer cell what to do.

всъщност казват на раковия ген и на раковата клетка какво да правят.

Now, let's take a normal example.

Сега, нека вземем обичаен пример.

The normal example, let's take the human mammary gland.

За обичаен пример, нека вземем човешката млечна жлеза.

I work on breast cancer.

Работя върху рака на гърдата.

So, here is a lovely human breast.

И така, ето една прекрасна човешка гърда.

And many of you know how it looks,

И много от вас знаят как изглежда,

except that inside that breast, there are all these

само че вътре в тази гърда ги има всички тези

pretty, developing, tree-like structures.

хубави, развиващи се, дървовидни структури.

So, we decided that what we like to do

Ние решихме, че това, което искаме да направим

is take just a bit of that mammary gland,

е да вземем само част от тази млечна жлеза,

which is called an "acinus,"

която се казва "ацинус",

where there are all these little things inside the breast

където има всички тези малки неща вътре в гърдата

where the milk goes, and the end of the nipple

където преминава млякото и краят на зърното

comes through that little tube when the baby sucks.

идва през тази малка тръбичка когато бебето суче.

And we said, wonderful! Look at this pretty structure.

И казахме, чудесно! Вижте тази красива структура.

We want to make this a structure, and ask the question,

Ние искаме да направим тази структура и да зададем въпроса:

how do the cells do that?

как клетките правят това?

So, we took the red cells --

Така ние взехме червените клетки -

you see the red cells are surrounded by blue,

виждате, че червените клетки са заобиколени от синьо -

other cells that squeeze them, and behind it

други клетки, които ги притискат и зад него

is material that people thought was mainly inert,

има материя, за която хората мислеха, че е предимно неподвижна

and it was just having a structure to keep the shape,

и че е просто структура да поддържа формата,

and so we first photographed it

така че ние първо я снимахме

with the electron microscope years and years ago,

с електронния микроскоп преди много много години

and you see this cell is actually quite pretty.

и както виждате, тази клетка всъщност е доста хубава.

It has a bottom, it has a top,

Има долна част, има горна част,

it is secreting gobs and gobs of milk,

секретира много много мляко,

because it just came from an early pregnant mouse.

понеже е взета от мишка в ранна бременност.

You take these cells, you put them in a dish,

Взимате тези клетки, слагате ги в паничка,

and within three days, they look like that.

и след три дни те изглеждат така.

They completely forget.

Те напълно забравят.

So you take them out, you put them in a dish,

Изваждате ги, слагате ги в паничка

they don't make milk. They completely forget.

и те не произвеждат мляко. Те забравят всичко.

For example, here is a lovely yellow droplet of milk

Например, тук отляво има една прекрасна жълта капчица мляко,

on the left, there is nothing on the right.

а отдясно няма нищо.

Look at the nuclei. The nuclei in the cell on the left

Вижте ядрата. Ядрото в клетката отляво

is in the animal, the one on the right is in a dish.

е в животното, това отдясно е в паничка.

They are completely different from each other.

Те са напълно различни едно от друго.

So, what does this tell you?

И какво ви подсказва това?

This tells you that here also, context overrides.

Това ви казва, че тук също така условията доминират.

In different contexts, cells do different things.

При различни условия клетките правят различни неща.

But how does context signal?

Но какво сигнализират условията?

So, Einstein said that

Айнщайн е казал:

"For an idea that does not first seem insane, there is no hope."

"Ако първоначално една идея не звучи абсурдно, няма надежда тя да се осъществи."

So, you can imagine the amount of skepticism

Така че можете да си представите количеството скептицизъм,

I received -- couldn't get money,

който аз срещнах - не можех да получа пари,

couldn't do a whole lot of other things,

не можех да правя още много други неща,

but I'm so glad it all worked out.

но толкова се радвам, че всичко е наред сега.

So, we made a section of the mammary gland of the mouse,

Ние направихме разрез на млечната жлеза на мишката

and all those lovely acini are there,

и всички тези прекрасни ацини са там,

every one of those with the red around them are an acinus,

всички тези с червено около тях са ацини,

and we said okay, we are going to try and make this,

и си казахме: добре, ще направим това

and I said, maybe that red stuff

и аз казах, че може би червеното нещо

around the acinus that people think there's just a structural scaffold,

около ацинуса, за което хората мислят че е просто структурно скеле,

maybe it has information,

може би то носи информация,

maybe it tells the cells what to do, maybe it tells the nucleus what to do.

може би то казва на клетките какво да правят, може би то казва на ядрото какво да прави.

So I said, extracellular matrix, which is this stuff

Така, че аз казах, извънклетъчният матрикс, който е това нещо

called ECM, signals and actually tells the cells what to do.

наречено накратко ИКМ, сигнализира и всъщност казва на клетките какво да правят.

So, we decided to make things that would look like that.

Така, ние решихме да направим неща, които ще изглеждат точно така.

We found some gooey material

Намерихме лепкав материал,

that had the right extracellular matrix in it,

който имаше правилният извънклетъчен матрикс в него,

we put the cells in it, and lo and behold,

сложихме клетките в него и ето,

in about four days, they got reorganized

за около четири дни, те се реорганизираха

and on the right, is what we can make in culture.

и отдясно е това, което ние можем да култивираме.

On the left is what's inside the animal, we call it in vivo,

Отляво е това, което е вътре в животното, наричаме го "ин виво",

and the one in culture was full of milk,

и култивираното беше пълно с мляко,

the lovely red there is full of milk.

прекрасното червено там е пълно с мляко.

So, we Got Milk, for the American audience.

Така, че "Имаме мляко", за американската публика.

All right. And here is this beautiful human cell,

Добре. И ето я тази красива човешка клетка

and you can imagine that here also, context goes.

и можете да си представите, че тук също условията са важни.

So, what do we do now?

Така, че какво правим сега?

I made a radical hypothesis.

Аз направих радикална хипотеза.

I said, if it's true that architecture is dominant,

Казах, ако е истина, че клетъчната архитектура е доминантна,

architecture restored to a cancer cell

то възстановената архитектура на раковата клетка

should make the cancer cell think it's normal.

би трябвало да накара раковата клетка да си мисли, че е нормална.

Could this be done?

Може ли това да се направи?

So, we tried it.

Така, ние опитахме.

In order to do that, however,

За да можем да направим това, обаче,

we needed to have a method of distinguishing normal from malignant,

ни трябваше метод за различаване на нормалното от злокачественото

and on the left is the single normal cell,

и отляво е тази една нормална клетка

human breast, put in three-dimensional gooey gel

от човешка гърда, сложена в триизмерен лепкав гел,

that has extracellular matrix, it makes all these beautiful structures.

който има извънклетъчен матрикс, той прави всички тези красиви структури.

On the right, you see it looks very ugly,

Отдясно, виждате, че изглежда много грозно,

the cells continue to grow,

клетките продължават да растат,

the normal ones stop.

а нормалните спират.

And you see here in higher magnification

И виждате тук, под високо увеличение

the normal acinus and the ugly tumor.

нормалния ацинус и грозния тумор.

So we said, what is on the surface of these ugly tumors?

Така, че ние се запитахме, какво има на повърхността на тези грозни тумори?

Could we calm them down --

Можем ли да ги успокоим -

they were signaling like crazy and they have pathways all messed up --

те сигнализираха като луди и пътищата им бяха сбъркани -

and make them to the level of the normal?

и да ги върнем към нормалното ниво?

Well, it was wonderful. Boggles my mind.

Е, това беше чудесно. Изумително.

This is what we got.

Получихме това.

We can revert the malignant phenotype.

Можем да преобърнем злокачествения фенотип.

(Applause)

(Аплодисменти)

And in order to show you that the malignant phenotype

И за да ви покажа този злокачественият фенотип,

I didn't just choose one,

не избрах само един,

here are little movies, sort of fuzzy,

ето кратки клипчета, малко неясни,

but you see that on the left are the malignant cells,

но виждате, че отляво са злокачествените клетки,

all of them are malignant,

всички от тях са злокачествени,

we add one single inhibitor in the beginning,

слагаме един единствен инхибитор в началото

and look what happens, they all look like that.

и вижте какво се случва, всички те изглеждат така.

We inject them into the mouse, the ones on the right,

Инжектираме ги в мишката, тези отдясно,

and none of them would make tumors.

и никой от тях няма да създаде тумори.

We inject the other ones in the mouse, 100 percent tumors.

Инжектираме другите в мишката - 100 процента тумори.

So, it's a new way of thinking about cancer,

Така, че това е нов начин да се мисли за рака,

it's a hopeful way of thinking about cancer.

това е обнадеждаващ начин да се мисли за рака.

We should be able to be dealing with these things at this level,

Ние би трябвало да можем да се справяме с тези неща на това ниво,

and these conclusions say that growth and malignant behavior

и тези заключения показват, че растежа и злокачественото поведение

is regulated at the level of tissue organization

са регулирани на нивото на тъканната организация

and that the tissue organization is dependent

и, че тъканната организация е зависима от

on the extracellular matrix and the microenvironment.

извънклетъчния матрикс и микросредата.

All right, thus form and function interact dynamically and reciprocally.

Добре, така формата и функцията си взаимодействат динамично и реципрочно.

And here is another five seconds of repose,

И ето още пет секунди за отдих,

is my mantra. Form and function.

е моята мантра. Форма и функция.

And of course, we now ask, where do we go now?

И разбира се, сега питаме: какво правим оттук нататък?

We'd like to take this kind of thinking into the clinic.

Бихме искали да пренесем този начин на мислене в клиниките.

But before we do that, I'd like you to think

Но преди да направим това, бих искала да се замислите,

that at any given time when you're sitting there,

че по всяко време докато седите там,

in your 70 trillion cells,

във вашите 70 трилиона клетки,

the extracellular matrix signaling to your nucleus,

извънклетъчният матрикс праща сигнали до вашето ядро,

the nucleus is signaling to your extracellular matrix

ядрото праща сигнали до вашия извънклетъчен матрикс

and this is how your balance is kept and restored.

и по този начин вашият баланс се пази и възстановява.

We have made a lot of discoveries,

Ние сме направили много открития,

we have shown that extracellular matrix talks to chromatin.

показали сме, че извънклетъчният матрикс общува с хроматина.

We have shown that there's little pieces of DNA

Показали сме, че има малки парченца ДНК

on the specific genes of the mammary gland

на специалните гени на млечната жлеза,

that actually respond to extracellular matrix.

които всъщност отговарят на извънклетъчния матрикс.

It has taken many years, but it has been very rewarding.

Отнело е много години, но e било много възнаграждаващо.

And before I get to the next slide, I have to tell you

И преди да премина към следващата картинка, трябва да ви кажа,

that there are so many additional discoveries to be made.

че има още много допълнителни открития да бъдат направени.

There is so much mystery we don't know.

Има толкова много мистерии, които не познаваме.

And I always say to the students and post-docs I lecture to,

И аз винаги казвам на студентите и на след-докторантите, които обучавам:

don't be arrogant, because arrogance kills curiosity.

не бъдете арогантни, защото арогантността убива любопитството.

Curiosity and passion.

Любопитството и страстта.

You need to always think, what else needs to be discovered?

Винаги трябва да мислите: какво още трябва да бъде открито?

And maybe my discovery needs to be added to

И може би моето откритие трябва да бъде допълнено

or maybe it needs to be changed.

или може би трябва да бъде променено.

So, we have now made an amazing discovery,

Така, сега ние сме направили страхотно откритие,

a post-doc in the lab who is a physicist asked me,

след-докторант в лабораторията, която е физик ме попита

what do the cells do when you put them in?

какво правят клетките когато ги сложиш там?

What do they do in the beginning when they do?

Какво правят в самото начало?

I said, I don't know, we couldn't look at them.

Аз казах: не знам, не можахме да ги видим.

We didn't have high images in the old days.

Нямахме тези висококачествени изображения преди.

So she, being an imager and a physicist,

Така, че тя, която беше художник и физик,

did this incredible thing.

направи невероятно нещо.

This is a single human breast cell in three dimensions.

Това е една единствена клетка от човешка гърда в три измерения.

Look at it. It's constantly doing this.

Вижте я. Тя постоянно прави това.

Has a coherent movement.

Има ясно, последователно движение.

You put the cancer cells there, and they do go all over,

Слагате раковите клетки там и те се разпръскват навсякъде,

they do this. They don't do this.

те правят това. Те не правят това.

And when we revert the cancer cell, it again does this.

И когато възвърнем раковата клетка, тя отново прави това.

Absolutely boggles my mind.

Абсолютно изумително.

So the cell acts like an embryo. What an exciting thing.

Така, клетката се държи като ембрион. Колко вълнуващо нещо.

So I'd like to finish with a poem.

Така, бих желала да завърша със стихотворение.

Well I used to love English literature,

Е, преди обичах английската литература

and I debated in college, which one should I do?

и обмислях в университета: какво да следвам?

And unfortunately or fortunately, chemistry won.

И за нещастие или за щастие, химията победи.

But here is a poem from Yeats. I'll just read you the last two lines.

Но ето едно стихотворение от Йейтс, ще ви прочета само последните два стиха.

It's called "Among the School Children."

Казва се "Между учениците".

"O body swayed to music / O brightening glance /

"О, тяло носещо се с музиката / О, светъл поглед /

How [can we know] the dancer from the dance?"

Как да разпознаем танцьора от танца?"

And here is Merce Cunningham,

Ето го и Мърс Кънингам,

I was fortunate to dance with him when I was younger,

имах късмета да танцувам с него когато бях по-млада

and here he is a dancer,

и ето тук той е танцьор

and while he is dancing, he is both the dancer and the dance.

и докато танцува, той е едновременно танцьорът и танца.

The minute he stops, we have neither.

Минутата когато той спира, той е нито едно от двете.

So it's like form and function.

Така, че това е като формата и функцията.

Now, I'd like to show you a current picture of my group.

Сега бих искала да ви покажа скорошна снимка на моята група.

I have been fortunate to have had these magnificant

Имала съм късмета да имам тези чудесни

students and post-docs who have taught me so much,

студенти и след-докторанти, които са ме научили на толкова много

and I have had many of these groups come and go.

и много от тези групи идват и си отиват.

They are the future and I try to make them not be afraid

Те са бъдещето и аз се опитвам да ги окуража да не се страхуват

of being the cat and being told,

да бъдат котката и да им бъде казвано:

don't think outside the box.

не мислете извън кутията.

And I'd like to leave you with this thought.

И бих искала да ви оставя с тази мисъл.

On the left is water coming through the shore,

Отляво има вода, прииждаща от брега,

taken from a NASA satellite.

заснета от сателит на NASA.

On the right, there is a coral.

Отдясно има корал.

Now if you take the mammary gland and spread it

Сега, ако вземете млечната жлеза и я разгърнете

and take the fat away, on a dish it looks like that.

и премахнете мазнините, в паничка, тя изглежда точно така.

Do they look the same? Do they have the same patterns?

Не изглеждат ли еднакво? Нямат ли същият модел?

Why is it that nature keeps doing that over and over again?

Защо природата продължава да създава това отново и отново?

And I'd like to submit to you

И бих искала да ви предам,

that we have sequenced the human genome,

че ние сме разкодирали човешкия геном,

we know everything about the sequence of the gene,

ние знаем всичко за секвенцията на гена,

the language of the gene, the alphabet of the gene,

за езика на гена, за азбуката на гена.

But we know nothing, but nothing,

Но ние не знаем нищо, нищо

about the language and alphabet of form.

за езика и азбуката на формата.

So, it's a wonderful new horizon,

Така, че това е прекрасен нов хоризонт,

it's a wonderful thing to discover for the young

Това е чудесно нещо да откриеш - за младите

and the passionate old, and that's me.

и за ентусиазираните стари, и това съм аз.

So go to it!

Така, че почвайте!

(Applause)

(Аплодисменти)