Tal Danino: We can use bacteria to detect cancer (and maybe treat it)

Překladatel: Kateřina Jabůrková Korektor: Magdalena Schneiderová

You may not realize this,

Zřejmě si to neuvědomujete,

but there are more bacteria in your body than stars in our entire galaxy.

ale ve vašem těle je více bakterií než hvězd v celé galaxii.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Tento fascinující vesmír bakterií v nás

is an integral part of our health,

je nedílnou součástí našeho zdraví

and our technology is evolving so rapidly

a naše technologie se vyvíjí tak rapidně,

that today we can program these bacteria like we program computers.

že dnes můžeme programovat tyto bakterie jako programujeme počítače.

Now, the diagram that you see here,

Schéma, které zde vidíte,

I know it looks like some kind of sports play,

možná vypadá jako nějaký popis sportovního utkání,

but it is actually a blueprint of the first bacterial program I developed.

je ve skutečnosti plán prvního takového programu, který jsem vytvořil.

And like writing software, we can print and write DNA

A stejně jako píšeme software, můžeme tisknout a psát DNA

into different algorithms and programs inside of bacteria.

do různých algoritmů a programů uvnitř bakterií.

What this program does is produces fluorescent proteins

Tento program produkuje fluorescenční proteiny,

in a rhythmic fashion

rytmickým způsobem,

and generates a small molecule

a generuje malou molekulu

that allows bacteria to communicate and synchronize,

umožňující bakteriím komunikaci a synchronizaci tak,

as you're seeing in this movie.

jak vidíte v tomto videu.

The growing colony of bacteria that you see here

Zvětšující se kolonie bakterií, kterou zde vidíte,

is about the width of a human hair.

je zhruba šířky lidského vlasu.

Now, what you can't see is that our genetic program

To, co nemůžete vidět, je, že náš genetický program

instructs these bacteria to each produce small molecules,

instruuje tyto bakterie k produkci malých molekul,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

které putují mezi tisíci jednotlivými bakteriemi

telling them when to turn on and off.

a říkají jim, kdy se mají zapnout a vypnout.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

A bakterie se velmi dobře při této velikosti synchronizují,

but because the molecule that synchronizes them together can only travel so fast,

ale protože molekula, která je synchronizuje, cestuje omezenou rychlostí,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

ve větších koloniích to způsobuje cestující vlny

between bacteria that are far away from each other,

mezi bakteriemi, které jsou od sebe velmi vzdáleny.

and you can see these waves going from right to left across the screen.

Můžete vidět tyto vlny, jak se pohybují zprava doleva napříč obrazovkou.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Náš genetický program spoléhá na přírodní jev,

called quorum sensing,

kterému se říká quorum sensing,

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

při kterém bakterie spustí koordinované a občas nakažlivé chování,

once they reach a critical density.

jakmile dosáhnou kritické hustoty.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Quorum sensing v akci můžete vidět v tomto videu,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

kde zvětšující se kolonie bakterií, začíná zářit,

once it reaches a high or critical density.

jakmile dosáhne vysoké nebo kritické hustoty.

Náš genetický program

Our genetic program

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

pokračuje v produkci těchto rytmický vzorů fluorescenčních proteinů

as the colony grows outwards.

současně s růstem kolonie.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Tomuto konkrétnímu videu a pokusu říkáme Supernova,

because it looks like an exploding star.

protože vypadá jako explodující hvězda.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Kromě programování těchto krásných vzorců,

I wondered, what else can we get these bacteria to do?

jsem přemýšlel. Co dalšího bychom mohli přimět bakterie dělat?

And I decided to explore how we can program bacteria

Rozhodl jsem se prozkoumat, jak programovat bakterie,

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

aby detekovaly a léčily nemoci jako rakovina.

One of the surprising facts about bacteria

Jeden z překvapivých faktů o bakteriích je,

is that they can naturally grow inside of tumors.

že mohou přirozeně růst uvnitř nádorů.

This happens because typically tumors

To se děje proto, že nádory jsou obvykle

are areas where the immune system has no access,

nepřístupné imunitnímu systému,

and so bacteria find these tumors

takže bakterie tyto tumory najdou

and use them as a safe haven to grow and thrive.

a užívají je jako bezpečné útočiště, aby rostly a vzkvétaly.

We started using probiotic bacteria

Začali jsme používat probiotické bakterie,

which are safe bacteria that have a health benefit,

což jsou bezpečné, zdraví prospěšné bakterie

and found that when orally delivered to mice,

a zjistili jsme, že při ústním podání myším

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

rostou tato probiotika selektivně v jaterních nádorech.

We realized that the most convenient way

Uvědomili jsme si, že nejlepší způsob,

to highlight the presence of the probiotics,

jak zvýraznit přítomnost probiotik,

and hence, the presence of the tumors,

a tedy přítomnost nádorů,

was to get these bacteria to produce a signal

bylo přimět bakterie produkovat signál,

that would be detectable in the urine,

který by byl detekovatelný v moči.

and so we specifically programmed these probiotics

Tak jsme tato probiotika přímo naprogramovali,

to make a molecule that would change the color of your urine

aby vytvářela molekulu, která změní barvu moči,

to indicate the presence of cancer.

což by signalizovalo přítomnost rakoviny.

We went on to show that this technology

Prokázali jsme, že tato technologie

could sensitively and specifically detect liver cancer,

může citlivě a cíleně detekovat rakovinu jater,

one that is challenging to detect otherwise.

rakovinu, kterou je jinak velmi obtížné detekovat.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Protože se tyto bakterie specificky umisťují v nádorech,

we've been programming them to not only detect cancer

naprogramovali jsme je nejenom na detekci rakoviny,

but also to treat cancer

ale i na léčbu rakoviny,

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

pomocí produkce terapeutických molekul zevnitř nádoru,

that shrink the existing tumors,

které zmenší existující tumory.

and we've been doing this using quorum sensing programs

To děláme pomocí programů užívající quorum sensing,

like you saw in the previous movies.

jak jste viděli v předchozím videu.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Představte si, že v budoucnosti užijete naprogramovaných probiotik,

that could detect and treat cancer,

která mohou detekovat a léčit rakovinu

or even other diseases.

nebo dokonce i jiné nemoci.

Our ability to program bacteria

Naše schopnost programovat bakterie

and program life

a programovat život

opens up new horizons in cancer research,

otevírá nové obzory výzkumu rakoviny.

and to share this vision, I worked with artist Vik Muniz

Pro sdílení této vize spolupracuji s umělcem Vikem Munizem

to create the symbol of the universe,

na vytvoření symbolu vesmíru

made entirely out of bacteria or cancer cells.

tvořeného zcela z bakterií nebo rakovinových buněk.

Ultimately, my hope is that the beauty and purpose of this microscopic universe

Ve výsledku doufám, že krása a účel mikroskopického vesmíru

can inspire new and creative approaches for the future of cancer research.

inspiruje nové a tvůrčí přístupy v budoucnosti výzkumu rakoviny.

Thank you.

Děkuji.

(Applause)

(Potlesk)