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

Translator: mohammad ali masoum Reviewer: Leila Ataei

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

ظهر یکشنبه در آوریل امسال بود.

My phone was ringing,

تلفن من زنگ خورد،

I picked it up.

آن را برداشتم.

The voice said, "It's Rebecca.

صدا گفت، ربکا هستم.

I'm just calling to invite you

زنگ زدم

to my funeral."

تا به تشییع جنازه خودم دعوتت کنم

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

گفتم،«ربکا، راجع به چه چیزی داری صحبت میکنی؟»

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

او گفت،«جوی، به عنوان دوستم، باید اجازه دهی که بروم.

It's my time."

نوبت من است.»

The next day, she was dead.

روز بعد، او مرده بود.

Rebecca was 31 years old when she died.

ربکا ۳۱ سال داشت که مرد.

She had an eight-year struggle with breast cancer.

او یک مبارزه هشت ساله با سرطان پستان داشت.

It came back three times.

سه بار عود کرد.

I failed her.

ناامیدش کردم.

The scientific community failed her.

جامعه علمی او را ناکام گذاشت.

And the medical community failed her.

و جامعه پزشکی او را ناکام گذاشت.

And she's not the only one.

و او تنها نیست.

Every five seconds,

هر پنج ثانیه،

someone dies of cancer.

یک نفر بر اثر سرطان میمیرد.

Today, we medical researchers are committed

امروز، ما محققان پزشکی متعهد هستیم

to having Rebecca and people like her

تا ربکا وافرادی مانند او

be one of the last patients that we fail.

یکی از آخرین بیمارانی باشند که از دست میدهیم.

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

دولت آمریکا به تنهایی از دهه ۱۹۷۰ تاکنون بیش از ۱۰۰ میلیارد دلار

since the 1970s,

برای تحقیقات سرطان صرف کرده است.

with limited progress in regards to patient survival,

و پیشرفت محدودی در خصوص بقای بیماران

especially for certain types of very aggressive cancers.

به ویژه برای انواع خاصی از سرطانهای بسیار تهاجمی دارد.

So we need a change because, clearly,

بنابراین به تغییر نیاز داریم، زیرا به طور واضح

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

آنچه که تاکنون انجام داده ایم مؤثر نبوده است.

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

و آنچه ما در پزشکی انجام میدهیم اعزام آتش نشانان است،

because cancer is like a big fire.

زیرا سرطان مانند آتش بزرگی است.

And these firefighters are the cancer drugs.

و این آتش نشانان داروهای سرطانی هستند.

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

اما ما آنها را بدون ماشین آتش نشانی --

so without transportation, without ladders

بدون حمل و نقل، بدون نردبان و

and without emergency equipment.

بدون تجهیزات اضطراری به بیرون می فرستیم.

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

و بیش از ۹۹ درصد این آتش نشانان هرگز به آن آتش نمیرسند.

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

بیش از ۹۹ درصد از داروهای سرطانی هرگز به آن تومور نمی رسند.

because they lack transportation and tools

زیرا فاقد حمل و نقل و ابزار لازم

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

برای انتقال آنها به محلی است که برای آنها هدف قرار داده شده است.

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

معلوم است، واقعاً همه چیز در مورد مکان، مکان، مکان است

(Laughter)

(خنده حضار)

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

پس به یک کامیون آتش نشانی نیاز داریم تا به موقعیت صحیح برسیم.

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

و من اینجا هستم تا به شما بگویم که نانوذرات کامیونهای آتش نشانی هستند.

We can load cancer drugs inside nanoparticles,

می توانیم داروهای سرطانی را درون نانوذرات بارگذاری کنیم.

and nanoparticles can function as the carrier

و نانوذرات میتوانند به عنوان حامل

and necessary equipment

و تجهیزات لازم

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

برای رساندن داروهای سرطانی به قلب تومور عمل کنند.

So what are nanoparticles,

بنابراین نانوذرات چه چیزی هستند.

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

و واقعاً منظور از اندازه نانو چیست؟

Well, there are many different types of nanoparticles

خب، انواع مختلفی از نانوذرات

made out of various materials,

از مواد مختلف ساخته شده است.

such as metal-based nanoparticles

مانند نانوذرات مبتنی بر فلز

or fat-based nanoparticles.

یا نانوذرات مبتنی بر چربی وجود دارد.

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

اما برای نشان دادن این که واقعاً اندازه نانو به چه معنا است،

I took one of my hair strands

یکی از تار موهایم را برداشتم

and placed it under the microscope.

و زیر میکروسکوپ قرار دادم.

Now, I have very thin hair,

من موهای خیلی نازکی دارم،

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

بنابراین موهای من تقریباً ۴۰,۰۰۰ نانومتر قطر دارد.

So this means, if we take 400 of our nanoparticles

بنابراین این بدان معنی است که اگر ۴۰۰ نانوذرات خود را بگیریم

and we stack them on top of each other,

و آنها را روی هم قرار دهیم،

we get the thickness of a single hair strand.

ضخامت یک رشته مو را داریم.

I lead a nanoparticle laboratory to fight cancer and other diseases

من یک آزمایشگاه نانوذرات را برای مبارزه با سرطان و سایر بیماریها

at Mayo Clinic here in Jacksonville.

را در کلینیک مایو در جکسون ویل هدایت میکنم.

And at Mayo Clinic,

و در کلینیک مایو،

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

به لطف بخششها و کمکهای سخاوتمندانه برای تأمین بودجه تحقیقاتمان

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

واقعا ابزارهایی برای ایجاد تفاوت در زندگی بیماران داریم.

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

و خب، این نانوذراتها چگونه میتوانند داروهای سرطانی را

to the tumor?

به تومور منتقل کنند؟

Well, they have an extensive toolbox.

خب، آنها جعبه ابزار گسترده ای دارند.

Cancer drugs without nanoparticles are quickly washed out of the body

داروهای سرطانی بدون نانوذرات

through the kidneys

به سرعت از طریق کلیه ها از بدن دفع می شوند.

because they're so small.

چون خیلی کوچک هستند.

So it's like water going through a sieve.

بنابراین مانند آب است که از غربال میگذرد.

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

بنابراین آنها واقعاً زمان کافی برای رسیدن به تومور را ندارند.

Here we see an illustration of this.

در اینجا نمونه ای از این را می بینیم.

We have the firefighters, the cancer drugs.

ما آتش نشانان، داروهای سرطانی را داریم.

They're circulating in the blood,

آنها در خون میچرخند،

but they're quickly washed out of the body

اما به سرعت از بدن دفع میشوند

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

و در واقع به داخل تومور نمیرسند.

But if we put these cancer drugs inside nanoparticles,

اما اگر این داروهای سرطانی را درون نانوذرات قرار دهیم،

they will not get washed out by the body

آنها توسط بدن پاکسازی نمیشوند

because the nanoparticles are too big.

زیرا نانوذرات بسیار بزرگ هستند.

And they will continue to circulate in the blood,

و همچنان به چرخش در خون ادامه میدهند.

giving them more time to find the tumor.

زمان بیشتری برای یافتن تومور دارند.

And here we see the cancer drug, the firefighters,

و در اینجا داروی سرطانی، آتش نشانان،

inside the fire truck, the nanoparticles.

درون ماشین آتش نشانی، نانوذرات را می بینیم.

They're circulating in the blood,

آنها در خون گردش می کنند،

they don't get washed out

پاک سازی نمی شوند

and they actually end up reaching the tumor.

و در واقع به تومور می رسند.

And so what other tools do nanoparticles have?

و بنابراین نانوذرات چه ابزار دیگری دارند؟

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

خوب، آنها میتوانند از تخریب داروهای سرطانی در بدن جلوگیری کنند.

There are certain very important but sensitive drugs

برخی داروهای بسیار مهم اما حساس هستند

that are easily degraded by enzymes in the blood.

که به راحتی توسط آنزیمهای موجود در خون تخریب می شوند.

So unless they have this nanoparticle protection,

بنابراین مگر اینکه این محافظت از نانوذرات را داشته باشند،

they will not be able to function.

آنها قادر به عملکرد نخواهند بود.

Another nanoparticle tool are these surface extensions

یکی دیگر از ابزارهای نانوذره این سطوح الحاقی هستند

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

که مثل دستهای ریز و با انگشتانی هستند که تومور را میگیرند

and fit exactly onto it,

و دقیقاً روی آن قرار میگیرند،

so that when the nanoparticles are circulating,

به طوری که وقتی نانوذرات میچرخند،

they can attach onto the cancer cells,

میتوانند به سلولهای سرطانی متصل شوند،

buying the cancer drugs more time to do their job.

وقت بیشتری برای داروهای سرطانی برای انجام کارشان بخرند،

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

و اینها فقط برخی از ابزارهای زیادی است که نانوذرات میتوانند داشته باشند.

And today,

و امروز،

we have more than 10 clinically approved nanoparticles for cancer

ما بیش از۱۰ نانوذره تایید شده بالینی برای سرطان داریم

that are given to patients all over the world.

که به بیماران در سراسر جهان داده میشود.

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

با این حال، بیمارانی داریم، مانند ربکا، که میمیرند.

So what are the major challenges and limitations

بنابراین مهمترین چالشها و محدودیتها

with currently approved nanoparticles?

در مورد نانوذرات مورد تأیید در حال حاضر چیست؟

Well, a major challenge is the liver,

خب، مشکل اصلی کبد است،

because the liver is the body's filtration system,

زیرا کبد سیستم تصفیه بدن است،

and the liver recognizes and destroys foreign objects,

و کبد چیزهای بیگانه را تشخیص میدهد و تخریب میکند،

such as viruses, bacteria and also nanoparticles.

باکتریها، ویروس و همچنین نانوذراتها را.

And the immune cells in the liver eat the nanoparticles,

سلولهای ایمنی بدن در کبد نانوذرات را میگیرند،

preventing them from reaching the tumor.

و از رسیدن آنها به تومور جلوگیری میکنند.

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

و در اینجا یک مثالی میبینیم که کلیه دیگر مشکلی محسوب نمی شود،

but these fire trucks, the nanoparticles,

اما این ماشینهای آتش نشانی، نانوذرات،

get stuck in the liver

در کبد گیر می کنند

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

و در واقع مقدار کمی از آنها به تومور می رسند.

So a future strategy to improve nanoparticles

بنابراین یک استراتژی آینده برای بهبود نانوذرات

is to temporarily disarm the immune cells in the liver.

خنثی کردن موقت سلولهای ایمنی بدن در کبد است.

So how do we disarm these cells?

بنابراین چگونه میتوانیم این سلولها را خلع سلاح کنیم؟

Well, we looked at drugs that were already clinically approved

خب، به داروهایی که قبلاً از نظر بالینی

for other indications

برای سایر نشانه ها تأیید شده بودند، نگاه کردیم

to see if any of them could stop the immune cells

تا ببینیم آیا هر کدام از آنها میتوانند سلولهای ایمنی بدن

from eating the nanoparticles.

را از خوردن نانوذرات متوقف کنند

And unexpectedly, in one of our preclinical studies,

و به طور غیرمنتظره، در یکی از مطالعات پیش بالینی متوجه شدیم،

we found that a 70-year-old malaria drug

یک داروی ۷۰ ساله مالاریا

was able to stop the immune cells from internalizing the nanoparticles

قادر است سلولهای ایمنی بدن را از درون نانوذرات متوقف کند

so that they could escape the liver

تا بتوانند از کبد فرار کنند

and continue their journey to their goal, the tumor.

و راه خود را به هدف خود یعنی تومور ادامه دهد.

And here we see the illustration of blocking the liver.

و در اینجا نمونه ای از انسداد کبد را مشاهده می کنیم.

The nanoparticles don't go there,

نانوذرات به آنجا نمیروند،

and they instead end up in the tumor.

و در عوض به تومور ختم می شوند.

So, sometimes, unexpected connections are made in science

بنابراین، گاهی اوقات، در علوم، ارتباطات غیرمنتظره برقرار می شود

that lead to new solutions.

که به راه حلهای جدید منتهی میشود.

Another strategy for preventing nanoparticles

راهکار دیگر برای جلوگیری

from getting stuck in the liver

از به دام افتادن نانوذرات در کبد

is to use the body's own nanoparticles.

استفاده از نانوذرات خود بدن است.

Yes -- surprise, surprise.

بله -- سورپرایز، سورپرایز.

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

شما، و شما، وهمه ما نانوذرات بسیاری داریم

circulating in our bodies.

که در بدن ما میچرخند.

And because they're part of our bodies,

و از آنجا که آنها بخشی از بدن ما هستند،

the liver is less likely to label them as foreign.

کبد احتمالاً آنها را به عنوان بیگانه نشان نمیدهد.

And these biological nanoparticles can be found in the saliva,

و این نانوذرات بیولوژیکی را میتوان در بزاق،

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

خون، ادرار، در شیره لوزالمعده یافت.

And we can collect them from the body

و ما میتوانیم آنها را از بدن جمع آوری کنیم

and use them as fire trucks for cancer drugs.

و از آنها به عنوان ماشین آتش نشانی برای داروهای سرطان استفاده کنیم

And in this case,

و در این حالت،

the immune cells in the liver are less likely to eat

سلولهای ایمنی بدن در کبد احتمالاً

the biological nanoparticles.

نانوذرات بیولوژیکی را کمتر میخورند.

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

بنابراین ما از یک مفهوم مبتنی بر اسب تروا

to fool the liver.

برای فریب دادن کبد استفاده می کنیم.

And here we see the biological nanoparticles

و در اینجا ما نانوذرات بیولوژیکی را داریم

circulating in the blood.

که در خون میچرخند.

They don't get recognized by the liver,

آنها توسط کبد تشخیص داده نمیشوند

and they end up in the tumor.

و به تومور میرسند.

And in the future,

و در آینده،

we want to exploit nature's own nanoparticles

ما میخواهیم از نانوذرات خود طبیعت

for cancer drug delivery,

برای تحویل داروهای سرطان استفاده کنیم.

to reduce side effects and save lives

برای کاهش عوارض جانبی و نجات جان افراد

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

به وسیله جلوگیری از قرار گرفتن داروهای سرطانی در موقعیت اشتباه.

However, a major problem has been:

با این حال، یک مشکل عمده وجود دارد:

How do we isolate these biological nanoparticles in large quantities

چگونه میتوانیم این نانوذرات بیولوژیکی رابدون آسیب رساندن به آنها

without damaging them?

در مقادیر زیادی جدا کنیم؟

My lab has developed an efficient method for doing this.

آزمایشگاه من یک روش کارآمد برای این کار ایجاد کرده است.

We can process large quantities of liquids from the body

می توانیم مقدار زیادی مایعات را از بدن پردازش کنیم

to produce a highly concentrated, high-quality formulation

تا فرمولاسیون بسیار غلیظ و باکیفیتی

of biological nanoparticles.

از نانوذرات بیولوژیکی تولید کنیم.

And these nanoparticles are not yet in clinical use,

این نانوذرات هنوز مورد استفاده بالینی قرار نمیگیرند،

because it takes an average of 12 years

زیرا به طور متوسط ۱۲ سال طول می کشد

to get something from the lab

تا چیزی از آزمایشگاه

to your medicine cabinet.

به میز پزشکی شما برسد.

And this is the type of challenge that requires teamwork

و این نوع چالشی است که از دانشمندان و پزشکان

from scientists and physicians,

که جان خود را به این نبرد اختصاص داده اند،

who dedicate their lives to this battle.

کار تیمی را می طلبد.

And we keep going, thanks to inspiration from patients.

و ما به لطف الهامی که از بیماران میگیریم ادامه میدهیم

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

و معتقدم که اگر روی این فناوریهای نانو کار کنیم،

we will be able to reduce harm to healthy organs,

میتوانیم آسیب به ارگانهای سالم را کاهش دهیم،

improve quality of life

کیفیت زندگی را بهبود بخشیم

and save future patients.

و بیماران آینده را نجات دهیم.

I like to imagine

من دوست دارم تصور کنم

that if these treatments had been available for Rebecca,

که اگر این معالجه برای ربکا وجود داشته باشد،

that call from her

آن تماس از او

could have been an invitation

می توانست دعوتی نباشد

not to her funeral,

برای مراسم تشییع جنازه اش

but her wedding.

در عوض برای عروسی او.

Thank you.

متشکرم.

(Applause)

(تشویق حضار)