Kathryn A. Whitehead: The tiny balls of fat that could revolutionize medicine | TED

Translator: mohammad ali masoum Reviewer: Masoud Motamedifar

What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people?

اگر به شما بگویم که همه گیری جان میلیون‌ها نفر را نجات خواهد داد چه؟

It's a difficult thing to consider,

در نظر گرفتن اینکه از قبل

given how many loved ones we've already lost.

چند نفر از عزیزان خود را از دست داده‌ایم، کاری دشواری است.

But throughout the course of human history,

اما در طول تاریخ بشر،

massive public health crises

بحران‌های گسترده بهداشت عمومی

have resulted in innovation in health care and technology.

منجر به نوآوری در مراقبت و فناوری شده است.

For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press

به عنوان مثال، مرگ سیاه باعث ایجاد مطبوعات گوتنبرگ شد

and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology.

و همه گیری آنفولانزای ۱۹۱۸ منجر به فناوری مدرن واکسن گردید.

The COVID-19 pandemic has and will be no different.

همه گیری کووید ۱۹ هیچ تفاوتی ندارد و نخواهد داشت.

Just look at our vaccines --

کافی است به واکسن‌های ما که --

normally developed over many years,

به طور معمول در طی سالیان متمادی توسعه یافته‌اند نگاه کنید،

and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.

و واکسن‌های mRNA که در مدت شگفت‌انگیز ۱۱ ماه به کار گرفته شد.

How is that even possible?

این چطور ممکن هست؟

It was possible because scientists have been working for many years

این امر ممکن بود زیرا دانشمندان سال‌ها است کار می‌کنند

to get us to the point where we could use mRNA quickly

تا ما را به نقطه‌ای برسانند که بتوانیم به سرعت از mRNA

in an emergency situation.

در شرایط اضطراری استفاده کنیم.

Specifically,

به طور خاص،

we've been working on how to help mRNA with its biggest problem,

ما روی چگونگی کمک به mRNA در بزرگترین مشکل خود کارکرده‌ایم،

which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies.

که به طور معمول به مکان‌های مناسب در بدن ما نمی‌رود.

Fortunately, we got around that problem just in time,

خوشبختانه، ما آن مشکل را به موقع حل کردیم،

and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.

و مایلم در مورد فناوری مورد استفاده برای انجام این کار به شما بگویم.

When mRNA is administered,

هنگامی که mRNA تجویز می‌شود،

it's injected into our muscles or our bloodstream,

به ماهیچه‌ها یا جریان خون ما تزریق می‌شود،

but we actually need it to go inside of our cells.

اما در واقع به آن نیاز داریم تا به داخل سلول‌های ما برود.

Unfortunately, mRNA is fragile,

متأسفانه، mRNA شکننده است،

and our bodies will destroy it before it goes very far.

و بدن ما قبل از اینکه بسیار دور شود آن را از بین می‌برد.

You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail

شما می‌توانید mRNA را مانند یک گلدان شیشه‌ای در نظر بگیرید که دوست دارید

without a box and bubble wrap.

آن را بدون جعبه و بسته حبابی به صورت پست ارسال کنید.

It'll break long before it's been delivered.

مدت زیادی قبل از تحویل خراب خواهد شد.

And without an address on the box,

و بدون آدرس روی جعبه،

your postal delivery service will have no idea where to take it.

خدمات تحویل پستی شما هیچ ایده‌ای ندارد کجا برود.

And so if we're going to use mRNA as a therapeutic,

بنابراین اگر می‌خواهیم از mRNA به عنوان یک درمان استفاده کنیم،

it needs our help.

به کمک ما نیاز دارد.

It needs protection, and it needs to be told where to go.

به حفاظت احتیاج دارد، و باید به او بگوییم کجا برود.

And that's where I come in.

و آنجاست که وارد می‌شوم.

For over five decades, scientists and engineers like myself

بیش از پنج دهه است که، دانشمندان و مهندسان مانند من

have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs,

مواد حامل داروهای اسید نوکلئیک مانند،

like DNA and RNA.

DNA و RNA را ایجاد کرده‌اند.

Through trial and error, we've created packages

از طریق آزمون و خطا، ما بسته‌هایی را ایجاد کرده‌ایم

that deliver intact vases to the wrong address;

که گلدان‌های سالم را به آدرس اشتباه می‌رسانند؛

that delivered to the right address but with a broken vase;

که به آدرس مناسب اما با گلدان شکسته تحویل داده شده است؛

packages that get ripped apart by attacking dogs;

بسته‌هایی که با حمله سگ‌ها پاره می‌شوند؛

and packages that throw out the mail carrier's back.

و بسته‌هایی که حامل نامه را بیرون می‌اندازند.

It's taken many years to get the science right.

سال‌ها طول کشیده است تا علم شکل بگیرد.

Let me show you the result,

بگذارید نتیجه را به شما نشان دهم،

these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles.

این توپ‌های کوچک چربی که ما آنها را نانوذرات لیپیدی می‌نامیم.

Let me tell you what they are and how they work.

بگذارید به شما بگویم که آنها چه هستند و چگونه کار می‌کنند.

So first of all, "nano" just means really, really small.

بنابراین اول از همه «نانو» به معنای واقعاً، واقعا کوچک است.

Think of how small a person is compared to the diameter of the earth.

به این فکر کنید که چقدر یک انسان در مقایسه با قطر زمین کوچک است.

That's how small a nanoparticle is compared to the person.

به این ترتیب یک نانوذره نسبت به فرد کوچک است.

These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids.

این نانوذرات از چندین مولکول چربی به نام لیپیدها تشکیل شده‌اند.

Fat is an awesome packing material --

چربی یک ماده بسته بندی فوق العاده زیبا --

nice and bouncy.

عالی و پرجنب وجوش است.

Interestingly, our cells are also surrounded by fat

جالب است که سلول‌های ما نیز توسط چربی احاطه شده‌اند

to keep them flexible and protected.

تا انعطاف پذیر و محافظت شده باشند.

Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles

سال‌ها پیش دانشمندان ایده ایجاد نانوذرات لیپیدی را داشتند

that would act like a Trojan horse.

که مانند اسب تروا عمل می‌کردند.

Because the lipids in the nanoparticle look similar

از آنجا که لیپیدهای موجود در نانوذرات شبیه

to the membranes that surround our cells,

غشاهای اطراف سلول‌های ما هستند،

the cells are willing to bring the nanoparticle inside,

سلول‌ها مایل هستند نانوذرات را به داخل بیاورند،

and that's when the mRNA is released into the cell.

و این زمانی است که mRNA به داخل سلول آزاد می‌شود.

So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles?

بنابراین، لیپیدهای موجود در این نانوذرات دقیقاً چیست؟

There are four ingredients in addition to the mRNA,

علاوه بر mRNA، چهار ماده وجود دارد،

and I'll tell you about each one.

و من در مورد هر یک به شما می‌گویم.

First, there's a lipid called a phospholipid.

ابتدا، لیپیدی به نام فسفولیپید وجود دارد.

This is the primary ingredient in our cell membranes,

این عنصر اصلی در غشای سلولی ما است،

which are the walls of fat that separate the insides of our cells

که دیواره‌های چربی است که قسمت داخلی سلول‌های ما را

from everything that surrounds them.

از همه چیز که آنها را احاطه کرده است جدا می‌کند.

Phospholipids have a head that likes water

فسفولیپیدها دارای سرهایی هستند که آب را دوست دارند

and a tail that likes other fatty things.

و انتهایی که از چیزهای چرب دیگر خوششان می‌آید.

So when you throw a bunch of phospholipids together in water,

بنابراین وقتی دسته ای از فسفولیپیدها را با هم در آب می‌ریزید،

they form this beautiful structure called a lipid bilayer.

این ساختار زیبا را ایجاد می‌کنند که دو لایه چربی نامیده می‌شود.

Here, the heads face the inside and the outside of the cell,

در اینجا، سرها به داخل و خارج سلول متمایل هستند،

which is water,

که آب است،

and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle.

و قسمت‌‎های چربی دوست مولکول در وسط با هم آویزان می‌شوند.

In lipid nanoparticles,

در نانوذرات لیپیدی،

phospholipids have a similar role

فسفولیپیدها نقش مشابهی

of keeping all of the other ingredients organized.

در سازماندهی سایر اجزا دارند.

Second, there's a lipid called cholesterol.

دوم، لیپیدی به نام کلسترول وجود دارد.

Why, if cholesterol has a bad reputation,

چرا، اگر کلسترول شهرت بدی دارد،

would we want to use it in a therapeutic nanoparticle?

آیا می‌خواهیم از آن در نانوذرات درمانی استفاده کنیم؟

It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream,

به نظر می‌رسد در حالی که کلسترول می‌تواند در جریان خون ما بد باشد،

it's actually a really good thing for our cell membranes.

در واقع یک چیز واقعاً خوب برای غشای سلولی ما است.

And that's because those phospholipids I just told you about,

و این به این دلیل است که فسفولیپیدهایی که من در مورد آنها گفتم،

they are entirely too free with themselves,

آنها کاملاً آزاد هستند،

and they are prone to falling apart.

و مستعد تجزیه شدن هستند.

Cholesterol is a stiff molecule

کلسترول یک مولکول سفت است

that wedges itself in between the other lipids

که خود را بین سایر چربی‌ها قرار می‌دهد

to fill in the gaps and hold them all together.

تا شکاف‌ها را پر کرده و همه آنها را در کنار هم نگه دارد.

It plays a similar role in our lipid nanoparticles.

آن نقش مشابهی در نانوذرات لیپیدی ما ایفا می‌کند.

It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart

این ساختار ساختاری را فراهم می‌کند تا نانوذرات بین تزریق

in between the injection and when they get into our cells.

و زمانی که وارد سلول‌های ما می‌شوند از هم جدا نشوند.

Third, there's a lipid called an ionizable lipid.

سوم، لیپیدی به نام لیپید یونیزه وجود دارد.

Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream,

در اینجا, «قابل یونیزاسیون» به این معنی است که وقتی این ذرات در جریان خون هستند،

they're neutrally charged, which helps with their safety.

بار خنثی دارند، که به ایمنی آنها کمک می‌کند.

Then they switch to a positive charge inside of our cells,

سپس آنها به یک بار مثبت در داخل سلول‌های ما سوییچ می‌کنند،

which helps them release the mRNA.

که به آنها کمک می‌کند تا mRNA را آزاد کنند.

Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab,

لیپیدهای قابل یونیزاسیون خاص هستند زیرا باید در آزمایشگاه ساخته شوند،

and scientists around the world

و دانشمندان در سراسر جهان

have tested tens of thousands of these materials

ده ها هزار مورد از این مواد را آزمایش کرده‌اند

to find ones that are good at delivering mRNA safely.

تا بتوانند موادی را که در انتقال ایمن mRNA خوب هستند پیدا کنند.

And because they're made in the lab,

و چون در آزمایشگاه ساخته می‌شوند،

they tend to be proprietary to the company that invented them.

تمایل دارند که متعلق به شرکتی باشد که آنها را اختراع کرده است.

So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer,

به عنوان مثال، Moderna و BioNTech، شرکتی که با Pfizer همکاری کردند،

they discovered different ionizable lipids,

لیپیدهای مختلف قابل یونیزه شدن را کشف کردند،

and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ.

و این تنها عنصر مهم در واکسن‌های COVID 19 آنها است که متفاوت است.

And even then, their ionizable lipids aren't even that different,

و حتی در آن صورت، لیپیدهای قابل یونیزاسیون آنها تفاوت چندانی ندارند،

which is reassuring, because when independent groups of scientists

این مسأله اطمینان بخش است، زیرا وقتی گروه‌های مستقل دانشمندان

converge on similar solutions,

در راه حل‌های مشابه به هم نزدیک می‌شوند،

it's easier to trust the result.

اعتماد به نتیجه آسان‌تر می‌شود.

Finally, one more ingredient.

در نهایت، یک ماده دیگر.

This one is a polymer called polyethylene glycol.

این یکی پلیمری به نام پلی اتیلن گلیکول است.

So let's call it PEG. That's much easier.

بنابراین بگذارید آن را PEG بنامیم. این خیلی راحت‌تر است.

PEG is a water-loving molecule.

PEG یک مولکول آب دوست است.

So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together.

بنابراین نانوذره لیپیدی را احاطه کرده و همه را در کنار هم نگه می‌دارد.

You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap

شما می‌توانید سه چربی دیگر را به عنوان جعبه و بسته حبابی

for the mRNA,

برای mRNA،

and the PEG as the packing tape.

و PEG را به عنوان نوار بسته بندی در نظر بگیرید.

You may have heard in the news about a tiny fraction of people

ممکن است در اخبار در مورد تعداد کمی از افرادی

that have allergic responses to the vaccine.

که واکنش آلرژیک به واکسن دارند شنیده باشید.

There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions.

شواهدی وجود دارد که PEG می تواند در این واکنش‌های آلرژیک نقش داشته باشد.

And that's because people are routinely exposed to PEG

و این به این دلیل است که مردم به طور معمول در

in cosmetic and household products,

محصولات آرایشی و خانگی در معرض PEG قرار می‌گیرند،

and some people have already developed antibodies against PEG.

و برخی از افراد قبلاً آنتی بادی علیه PEG ایجاد کرده‌اند.

But why would this happen to some people and not to others?

اما چرا این امر برای برخی افراد اتفاق می‌افتد و برای برخی دیگر خیر؟

It turns out that every person's immune system is different,

به نظر می‌رسد که سیستم دفاعی هر فرد متفاوت است،

and just the same way that some people are allergic to latex,

و دقیقاً همانطور که برخی از افراد به لاتکس حساسیت دارند،

other people are allergic to PEG.

سایر افراد نیز به PEG حساسیت دارند.

It's important to keep in mind, however,

مهم است که به خاطر داشته باشید، به هرحال،

that PEG has had a long history of safe use

که PEG سابقه طولانی در استفاده ایمن

as part of FDA-approved drug formulations,

به عنوان بخشی از فرمول های دارویی مورد تأیید FDA داشته است،

and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG.

و این حساسیت به واکسن می‌تواند ناشی از موارد دیگری غیر از PEG باشد.

More research is needed to get to the bottom of these side effects.

برای درک کامل این عوارض به تحقیقات بیشتری نیاز است.

All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle.

بسیار خوب، بنابراین بیایید یک قدم به عقب برداریم و تمام نانوذرات خود را بررسی کنیم.

Beautiful, right?

زیبا است، درسته؟

When these ingredients all fit together nicely,

وقتی همه این مواد به خوبی در کنار هم قرار بگیرند،

the result is a deliverywoman's dream.

نتیجه بسته ایده‌آل برای تحویل دادن می‌شود.

In the case of the vaccines,

در مورد واکسن‌ها،

after these nanoparticles get injected into our muscle,

پس از تزریق این نانوذرات به ماهیچه ما،

they take the mRNA into our cells.

mRNA را به داخل سلول‌های ما می‌برند.

There, the mRNA acts like an instruction manual

در آنجا، mRNA مانند یک دستورالعمل عمل می‌کند

that tells our cells to make a foreign protein,

که به سلول‌های ما می‌گوید که یک پروتئین خارجی بسازند،

in this case, the coronavirus spike protein.

در این مورد، پروتئین اسپایک کروناویروس.

When our immune cells see the spike protein,

وقتی سلول‌های ایمنی بدن ما پروتئین اسپایک را می‌بینند،

they rush to protect us from it,

می‌شتابند تا ما را در برابر آن محافظت کنند،

and they teach themselves to remember it,

و به خود یاد می‌دهند که آن را به خاطر بسپارند،

so that they can kill it if it ever returns.

تا در صورت بازگشت آن بتوانند آن را بکشند.

As we speak,

همانطور که ما صحبت می‌کنیم،

the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus.

واکسن‌های mRNA در حال حاضر جان افراد را از ویروس کرونا نجات می‌دهند.

They were our first and best tool to combat this nightmare,

آنها اولین و بهترین ابزار ما برای مبارزه با این کابوس بودند،

and they are our best hope of responding swiftly to viral variance

و آنها بهترین امید ما برای پاسخ سریع به متغیر ویروسی هستند

because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same,

زیرا می‌توانیم بسته نانوذرات لیپیدی خود را یکسان نگه داریم،

and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.

و تنها کاری که باید انجام دهیم این است که mRNA داخل را عوض کنیم.

But here's the best part:

اما در اینجا بهترین بخش:

for mRNA therapeutics,

برای درمان‌های mRNA آمده است،

these vaccines are only the beginning.

این واکسن‌ها تنها آغاز هستند.

mRNA can be used to treat or cure many diseases.

mRNA می‌تواند برای درمان یا مراقبت بسیاری از بیماری‌ها استفاده شود.

So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases,

بنابراین، در آینده، ما به احتمال زیاد درمان بسیاری از بیماری‌های وحشتناک،

including cystic fibrosis,

از جمله فیبروز کیستیک،

muscular dystrophy

دیستروفی عضلانی

and sickle cell anemia.

و کم خونی داسی شکل را خواهیم داشت.

These diseases are caused by mutated proteins,

این بیماری‌ها توسط پروتئین‌های جهش یافته ایجاد می‌شوند،

and we can use mRNA to ask our cells

و ما می‌توانیم با استفاده از mRNA از

to make the correct version of these proteins.

سلول‌های خود بخواهیم نسخه صحیح این پروتئین‌ها را بسازند.

We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it.

ما درمان‌هایی برای سرطان -- سینه، خون، ریه ها -- شما آن را می‌نامید، خواهیم داشت.

Here, we'll use mRNA to teach our immune cells

در اینجا، ما از mRNA برای آموزش سلول‌های ایمنی‌مان

how to find and kill cancer cells.

برای پیدا کردن و نابودی سلول‌های سرطانی استفاده می‌کنیم.

And then, if we're lucky, we'll have vaccines

و سپس، اگر خوش شانس باشیم، واکسن‌هایی

against some of the most deadly and feared pathogens across the globe,

علیه برخی از کشنده‌ترین و ترسناک‌ترین عوامل بیماری زا در سراسر جهان،

including malaria, Ebola and HIV.

از جمله مالاریا، ابولا و HIV خواهیم داشت.

Some of these products are already in clinical trials,

برخی از این محصولات در حال حاضر در آزمایشات بالینی هستند،

and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way

و موفقیت واکسن‌های COVID 19 راه را

for future generations of these therapies.

برای نسل‌های بعدی این درمان‌ها هموار می‌کند.

This is how the pandemic will save the lives of millions.

به این ترتیب همه گیری می‌تواند جان میلیون‌ها نفر را نجات دهد.

It catalyzed the most rapid vaccine development in history

این سریع ترین توسعه واکسن در تاریخ را به وجود آورد

and brought to life a niche, previously unapproved form of technology.

و نوعی از فناوری را که قبلاً تأیید نشده بود، زنده کرد.

And in our desperation, we gave that technology a chance.

و در ناامیدی خود، به آن فناوری فرصت دادیم.

Now we're collecting long-term safety and efficacy data

اکنون ما در حال جمع آوری داده‌های ایمنی

from hundreds of millions of people.

و اثربخشی طولانی مدت صدها میلیون نفر هستیم.

And with these data, interest in the technology,

و با این داده‌ها، علاقه به فناوری،

funding for the technology

بودجه برای فناوری

and trust in the technology

و اعتماد به فناوری

will continue to grow.

همچنان در حال رشد است.

Looking ahead,

با نگاهی به آینده،

the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues

بسته بندی و تحویل mRNA به اندام‌ها و بافت‌های مناسب

will continue to be one of the most significant challenges

همچنان یکی از مهمترین چالش‌‎های

to implementing this technology.

اجرای این فناوری خواهد بود.

And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time.

و بنابراین من و همکارانم قرار است مدت زیادی مشغول باشیم.

Ultimately, I'm here with a message of hope.

در نهایت، من اینجا هستم با یک پیام امید.

We are on the cusp of a revolution.

ما در آستانه انقلاب هستیم.

mRNA is about to change the world forever,

mRNA در حال تغییر جهان برای همیشه است،

and it's all thanks to these fatty little balls

و این همه به لطف این گویچه‌های کوچک چربی است

that take this miracle medicine to exactly where it's needed.

که این داروی معجزه آسا را دقیقاً به جایی که نیاز دارد می‌برد.

Thank you.

سپاسگزارم.

(Applause)

(تشویق حضار)