A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Translator: sadegh zabihi Reviewer: Sara, English-Persian (Farsi)

Cancer affects all of us --

سرطان همه ما را تحت تاثیر قرار می‌دهد --

especially the ones that come back over and over again,

به خصوص آنها که دوباره و دوباره باز می‌گردند،

the highly invasive and drug-resistant ones,

گونه‌های به شدت مهاجم و مقاوم در برابر دارو،

the ones that defy medical treatment,

گونه‌هایی که درمان دارویی را پس می‌زنند،

even when we throw our best drugs at them.

حتی زمانی که بهترین داروهایمان را در برابر آنها به کار می‌بریم.

Engineering at the molecular level,

مهندسی در سطح مولکولی،

working at the smallest of scales,

کار کردن در سطح کوچک ترین ابعاد،

can provide exciting new ways

می‌تواند راه‌های هیجان انگیزی را

to fight the most aggressive forms of cancer.

برای مقابله با بدخیم‌ترین سرطان‌ها ارائه دهد.

Cancer is a very clever disease.

سرطان بیماری بسیار باهوشی است.

There are some forms of cancer,

گونه‌هایی از سرطان هستند،

which, fortunately, we've learned how to address relatively well

که، خوشبختانه، نسبتاً خوب یاد گرفته‌ایم

with known and established drugs and surgery.

با استفاده از داروها و جراحی‌های شناخته شده و ثبت شده، آنها را درمان کنیم.

But there are some forms of cancer

اما گونه‌هایی از سرطان هستند

that don't respond to these approaches,

که به این روش‌ها پاسخ نمی‍دهند،

and the tumor survives or comes back,

و تومور باقی می‌ماند و یا برمی‌گردد،

even after an onslaught of drugs.

حتی بعد از یورش داروها.

We can think of these very aggressive forms of cancer

می‌توانیم به این گونه‌های بسیار بدخیم سرطان

as kind of supervillains in a comic book.

مثل شخصیت‌های شرور کتاب‌های مصور نگاه کنیم.

They're clever, they're adaptable,

آنها باهوش هستند، وفق‌پذیر هستند،

and they're very good at staying alive.

و در زنده ماندن مهارت زیادی دارند.

And, like most supervillains these days,

و مثل اکثر شخصیت‌های شرور امروزی،

their superpowers come from a genetic mutation.

نیروی مافوق بشری آنها ناشی از یک جهش ژنتیکی است.

The genes that are modified inside these tumor cells

ژن‌هایی که درون این سلول‌های سرطانی تغییر یافته‌اند

can enable and encode for new and unimagined modes of survival,

می‌توانند راه‌های جدید و غیر قابل تصوری برای بقا پیدا و رمزگذاری کنند،

allowing the cancer cell to live through

که به سلول سرطانی اجازه می‌دهد

even our best chemotherapy treatments.

حتی در مقابل بهترین شیمی درمانی‎های ما مقاومت کند.

One example is a trick in which a gene allows a cell,

یک مثال از این روش‌ها حقه‌ای است که از طریق آن ژن سلول را قادر می کند،

even as the drug approaches the cell,

حتی وقتی که دارو به سلول رسیده است،

to push the drug out,

سلول دارو را بیرون براند،

before the drug can have any effect.

قبل از آنکه دارو بتواند اثری بگذارد.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

فکرش را بکنید -- سلول به شکلی موثر دارو را تف می‌کند بیرون.

This is just one example of the many genetic tricks

این تنها یک مثال از حقه‌های ژنتیکی زیادی است

in the bag of our supervillain, cancer.

که در چنته شخصیت شرور ما است، سرطان.

All due to mutant genes.

همگی ناشی از ژن جهش یافته.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

پس ما یک شخصیت اهریمنی با قدرتهای مافوق بشری باورنکردنی داریم.

And we need a new and powerful mode of attack.

و به یک روش حمله جدید و توانمند نیاز داریم.

Actually, we can turn off a gene.

در واقع، می‌توانیم یک ژن را خاموش کنیم.

The key is a set of molecules known as siRNA.

کلید این خاموش کردن یک سری از مولکول‌ها به نام siRNA هستند.

siRNA are short sequences of genetic code

siRNA توالی‌های کوتاهی از کدهای ژنتیکی هستند

that guide a cell to block a certain gene.

که سلول را برای مسدود کردن یک ژن خاص هدایت می‌کند.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

هر مولکول siRNA می‌تواند یک ژن خاص را

inside the cell.

درون سلول خاموش کند.

For many years since its discovery,

برای سال‌های زیادی پس از کشف آن،

scientists have been very excited

دانشمندان خیلی هیجان‌زده بوده‌اند

about how we can apply these gene blockers in medicine.

برای پی بردن به اینکه چگونه می‌توان این مسدود کننده‌های ژن را در داروها به کار برد.

But, there is a problem.

اما یک مشکل وجود دارد.

siRNA works well inside the cell.

siRNA داخل سلول به خوبی کار می‌کند.

But if it gets exposed to the enzymes

اما اگر با آنزیم‌هایی

that reside in our bloodstream or our tissues,

که در جریان خون و بافت‌های ما وجود دارند، برخورد کند

it degrades within seconds.

در عرض چند ثانیه متلاشی می‌شود.

It has to be packaged, protected through its journey through the body

باید آن را بسته بندی کرده و از آن در طول سفرش در بدن، مراقبت کنیم

on its way to the final target inside the cancer cell.

تا زمانی که به هدف نهایی خود درون سلول سرطانی برسد.

So, here's our strategy.

پس، استراتژی ما این است.

First, we'll dose the cancer cell with siRNA, the gene blocker,

ابتدا، سلول سرطانی را با siPNA، مسدودگر ژن، مداوا می‌کنیم،

and silence those survival genes,

و ژن‌های نجات دهنده سلول را خاموش می‌کنیم،

and then we'll whop it with a chemo drug.

سپس با داروی شیمی درمانی به آن حمله می‌کنیم.

But how do we carry that out?

اما این کار را چگونه انجام دهیم؟

Using molecular engineering,

با استفاده از مهندسی مولکولی،

we can actually design a superweapon

در حقیقت ما می‌توانیم یک سلاح فوق‌العاده طراحی کنیم

that can travel through the bloodstream.

که بتواند در جریان خون سفر کند.

It has to be tiny enough to get through the bloodstream,

باید به اندازه کافی کوچک باشد تا بتواند در جریان خون حرکت کند،

it's got to be small enough to penetrate the tumor tissue,

باید به اندازه ای کوچک باشد تا بتواند به بافت سلول سرطانی داخل شود،

and it's got to be tiny enough to be taken up inside the cancer cell.

و به اندازه ای کوچک باشد که سلول سرطانی آن را جذب کند.

To do this job well,

برای انجام این کار،

it has to be about one one-hundredth the size of a human hair.

باید ابعادی در حدود یک صدم ضخامت موی انسان داشته باشد.

Let's take a closer look at how we can build this nanoparticle.

بیایید نگاه دقیق‌تری بیندازیم به اینکه چگونه می‌توانیم این ذره نانو را بسازیم.

First, let's start with the nanoparticle core.

اول، بیایید با هسته این ذره نانو شروع کنیم.

It's a tiny capsule that contains the chemotherapy drug.

این یک محفظه کوچک است که داروی شیمی درمانی را در خود جای داده است.

This is the poison that will actually end the tumor cell's life.

این درواقع سمی است که به زندگی سلول سرطانی خاتمه می‌دهد.

Around this core, we'll wrap a very thin,

اطراف این هسته با روکشی بسیار نازک

nanometers-thin blanket of siRNA.

از siRNA با ضخامت نانومتری، پوشانده می شود.

This is our gene blocker.

این متوقف کننده ژن ما است.

Because siRNA is strongly negatively charged,

از آنجا که siRNA به شدت بار الکتریکی منفی دارد،

we can protect it

ما می‌توانیم

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

با یک لایه خوشگل از پلیمر با بار مثبت از آن محافظت کنیم.

The two oppositely charged molecules stick together

مولکول‌ها با بار الکتریکی مخالف به خاطر کشش بین مولکولی

through charge attraction,

به هم می‌چسبند،

and that provides us with a protective layer

و این یک لایه محافظ را برای ما فراهم می‌کند

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

که از فروپاشیدن مولکول siRNA در جریان خون جلوگیری می‌کند.

We're almost done.

کار ما تقریبا تمام است.

(Laughter)

(خنده)

But there is one more big obstacle we have to think about.

اما هنوز یک مانع بزرگ هست که باید آن را برطرف کنیم.

In fact, it may be the biggest obstacle of all.

در واقع، این مسئله بزرگترین مانع موجود بر سر راه است.

How do we deploy this superweapon?

این سلاح فوق‌العاده را چگونه آزاد کنیم؟

I mean, every good weapon needs to be targeted,

منظور من این است که، هر سلاح خوبی باید به دقت هدف گیری شود،

we have to target this superweapon to the supervillain cells

باید این سلاح فوق‌العاده را به سمت سلول‌های شروری

that reside in the tumor.

که در تومور اقامت دارند، هدف بگیریم.

But our bodies have a natural immune-defense system:

اما بدن ما یک سیستم دفاعی طبیعی دارد:

cells that reside in the bloodstream

سلول‌‎هایی در جریان خون هستند

and pick out things that don't belong,

که اجسام خارجی را بر می‌دارند،

so that it can destroy or eliminate them.

تا بتوانند آنها را نابود یا حذف کنند.

And guess what? Our nanoparticle is considered a foreign object.

و حدس بزنید چه اتفاقی می افتد؟ نانو ذره ما یک جسم خارجی تلقی می‌شود.

We have to sneak our nanoparticle past the tumor defense system.

باید نانو ذره خود را از سیستم دفاعی تومور رد کنیم.

We have to get it past this mechanism of getting rid of the foreign object

برای عبور دادن آن از مکانیسم از بین برنده اجسام خارجی

by disguising it.

باید آن را پنهان کنیم.

So we add one more negatively charged layer

پس یک لایه دیگر با بار الکتریکی منفی

around this nanoparticle,

به اطراف نانو ذره اضافه می‌کنیم،

which serves two purposes.

به دو هدف،

First, this outer layer is one of the naturally charged,

اول، این لایه یکی از پلی ساکاریدهای به شدت مرطوب

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

موجود در بدن ما است که به صورت طبیعی دارای بار الکتریکی است.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

این ماده ابری از مولکول‌های آب را اطراف نانو ذره به وجود می‌آورد

that gives us an invisibility cloaking effect.

که مانند یک کننده اثر می‌کنند.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

این شنل نامرئی کننده به نانو ذره اجازه می‌دهد

to travel through the bloodstream

تا در جریان خون مسیری دور و دراز را سپری کند

long and far enough to reach the tumor,

تا بالاخره به تومور برسد،

without getting eliminated by the body.

بدون اینکه توسط بدن از بین برود.

Second, this layer contains molecules

دوم، این لایه حاوی مولکول‎هایی است

which bind specifically to our tumor cell.

که دقیقاً با سلول‌های تومور پیوند مولکولی برقرار می‎کنند.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

به محض اتصال، سلول سرطانی نانو ذره را جذب می‌کند،

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

و حالا نانو ذره ما به درون سلول سرطانی راه یافته

and ready to deploy.

و آماده رها سازی است.

Alright! I feel the same way. Let's go!

خیلی خوب! من هم همین حس را دارم. بزن بریم!

(Applause)

(تشویق)

The siRNA is deployed first.

ابتدا siRNA آزاد می‌شود.

It acts for hours,

به مدت چند ساعت عمل می‌کند،

giving enough time to silence and block those survival genes.

تا زمان کافی برای خاموش کردن و متوقف کردن ژن‌های نجات دهنده در اختیار باشد.

We have now disabled those genetic superpowers.

حالا دیگر آن نیروهای مافوق طبیعی ژنیتیکی را غیر فعال کرده‌ایم.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

آنچه باقی می‌ماند سلول سرطانی بی دفاع است.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

پس از آن داروی شیمی درمانی از هسته بیرون می‌آید

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

و تومور را خیلی تمیز و موثر از بین می‌برد.

With sufficient gene blockers,

با وجود متوقف کننده‌های ژن کافی،

we can address many different kinds of mutations,

می‌توانیم انواع مختلف جهش را مداوا کنیم،

allowing the chance to sweep out tumors,

و پاکسازی تومورها را

without leaving behind any bad guys.

بدون باقی گذاشتن ذره‌ای از آن آدم بدها انجام دهیم.

So, how does our strategy work?

خوب، این راهکار ما چگونه عمل می‌کند؟

We've tested these nanostructure particles in animals

ما این نانو ذرات را در حیوانات

using a highly aggressive form of triple-negative breast cancer.

با استفاده از یک نوع بسیار بدخیم سرطان پستان سه گانه منفی، آزمایش کرده‌ایم.

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

این نوع سرطان پستان سه گانه منفی ژن‌هایی را ایجاد می‌کند

that spits out cancer drug as soon as it is delivered.

که داروی سرطان را به محض رسیدن به سلول پس می‌زند.

Usually, doxorubicin -- let's call it "dox" -- is the cancer drug

معمولاً، داکسوروبیسین -- به آن بگوییم "داکس" -- داروی سرطانی است

that is the first line of treatment for breast cancer.

که اولین خط درمان سرطان پستان است.

So, we first treated our animals with a dox core, dox only.

پس، ما حیوان خود را ابتدا با هسته داکس، فقط داکس، درمان کردیم.

The tumor slowed their rate of growth,

نرخ رشد تومور کاهش پیدا کرد،

but they still grew rapidly,

اما هنوز هم به سرعت در حال گسترش بود،

doubling in size over a period of two weeks.

و در مدت حدود دو هفته به اندازه دوبرابر رشد کرد.

Then, we tried our combination superweapon.

پس از آن، ما از سلاح ترکیبی فوق‌العاده خودمان استفاده کردیم.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

یک لایه نانو از siRNA بر پمپ شیمی درمانی،

plus, we have the dox in the core.

به علاوه داروی داکس در هسته.

And look -- we found that not only did the tumors stop growing,

و ببینید -- نه تنها مشاهده کردیم که رشد تومور متوقف می‌شود،

they actually decreased in size

در واقع اندازه آنها هم کاهش پیدا کرده بود

and were eliminated in some cases.

و در مواردی حتی از بین هم رفتند.

The tumors were actually regressing.

تومورها در حقیقت درحال تحلیل رفتن بودند.

(Applause)

(تشویق)

What's great about this approach is that it can be personalized.

نکته عالی این روش این است که می‌توان آن را شخصی سازی کرد.

We can add many different layers of siRNA

می‌توانیم لایه‌های گوناگونی از siRNA را به آن اضافه کنیم

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

تا بتوانیم جهش‌های مختلف و ساز و کارهای دفاعی مختلف تومورها را درمان کنیم.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

و می‌توانیم داروهای مختلفی را در هسته نانوذره قرار دهیم.

As doctors learn how to test patients

با آموزش پزشکان برای آزمایش بیماران

and understand certain tumor genetic types,

و فهمیدن ویژگی‌های ژنیتیکی خاص هر تومور،

they can help us determine which patients can benefit from this strategy

آنها می‌توانند به ما کمک کنند تا بفهمیم کدام بیماران از این راه درمان سود می‌برند

and which gene blockers we can use.

و کدام متوقف کننده‌های ژن را می‌توانیم استفاده کنیم.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

سرطان تخمدان همیشه در گوش من صدا می‌کند.

It is a very aggressive cancer,

یک سرطان بسیار بدخیم است،

in part because it's discovered at very late stages,

تا حدی به این دلیل که بسیار دیر تشخیص داده می‌شود،

when it's highly advanced

وقتی که دیگر خیلی پیشرفت کرده است

and there are a number of genetic mutations.

و تعدادی جهش ژنتیکی در آن به وجود آمده است.

After the first round of chemotherapy,

پس از اولین دوره شیمی درمانی،

this cancer comes back for 75 percent of patients.

این سرطان در ۷۵ درصد بیماران

And it usually comes back in a drug-resistant form.

و معمولاً هم به صورت مقاوم به دارو برمی‌گردد.

High-grade ovarian cancer

سرطان تخمدان در سطوح بالا

is one of the biggest supervillains out there.

یکی از بزرگترین نیروهای شرور است.

And we're now directing our superweapon

و حالا ما سلاح فوق‌العاده خود را به سمت او هدف گرفته‌ایم

toward its defeat.

تا شکستش دهیم.

As a researcher,

به عنوان یک محقق،

I usually don't get to work with patients.

معمولاً نمی‌توانم با بیماران کار کنم.

But I recently met a mother

اما اخیراً مادری را دیدم

who is an ovarian cancer survivor, Mimi, and her daughter, Paige.

که یکی از نجات یافتگان از سرطان تخمدان است، میمی، و دخترش به نام پیج.

I was deeply inspired by the optimism and strength

و عمیقاً تحت تاثیر خوش بینی و قدرتی قرار گرفتم

that both mother and daughter displayed

که مادر و دختر هردو نشان می دادند

and by their story of courage and support.

و داستان شهامت و پشتیبانی آنها برای من الهام بخش بود.

At this event, we spoke about the different technologies

در این ملاقات، ما درباره فناوری‌های مختلف

directed at cancer.

مرتبط با سرطان صحبت کردیم.

And Mimi was in tears

و اشک از چشمان میمی جاری شد

as she explained how learning about these efforts

همانطور که می‌گفت‌ چقدر دانستن درباره این تلاش‌ها

gives her hope for future generations,

او را برای نسل آینده امیدوار می کند،

including her own daughter.

که دختر خودش را هم شامل می شود،

This really touched me.

من واقعاً متاثر شدم.

It's not just about building really elegant science.

مسئله فقط ساختن دانش مدرن نیست.

It's about changing people's lives.

بلکه موضوع درباره عوض کردن زندگی مردم است.

It's about understanding the power of engineering

درباره درک قدرت مهندسی

on the scale of molecules.

در ابعاد مولکولی است.

I know that as students like Paige move forward in their careers,

من می‌دانم که با جلو رفتن دانش آموزانی مثل پیج در مسیر حرفه‌ای،

they'll open new possibilities

آنها راه‌های جدیدی را

in addressing some of the big health problems in the world --

برای رفع مشکلات عظیم سلامت جهان، هموار خواهند کرد --

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

مثل سرطان تخمدان، نارسایی های عصبی، بیماری‌های عفونی و مسری --

just as chemical engineering has found a way to open doors for me,

دقیقاً مثل راهی که مهندسی شیمی برای گشودن درها به من نشان داد

and has provided a way of engineering

و روشی از مهندسی را ارائه کرد

on the tiniest scale, that of molecules,

که در کوچکترین ابعاد، یعنی ابعاد مولکولی،

to heal on the human scale.

بتواند در ابعاد انسانی شفابخش باشد.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق)