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

تل دانینو: ما می توانیم از باکتری برای تشخیص سرطان (و شاید درمان آن) استفاده کنیم

Translator: soheila Jafari Reviewer: Leila Ataei

You may not realize this,

شاید این را متوجه نشوید،

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

اما در بدن شما باکتری بیشتری نسبت به تمامی ستارگان در کهکشان ما هست.

This fascinating universe of bacteria inside of us

این دنیای شگفت انگیز باکتری‌ها در بدن،

is an integral part of our health,

بخش جدا ناشدنی از سلامت ما هستند،

and our technology is evolving so rapidly

و تکنولوژی با چنان سرعتی در حال تکامل هست

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

که باعث شد که باکتری‌ها را مانند کامپیوتر ها برنامه ریزی کنیم.

Now, the diagram that you see here,

نموداری که در اینجا می بینید،

I know it looks like some kind of sports play,

چیزی شبیه نوعی بازی ورزشی می‌ماند،

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

اما در واقع این نقشه ابتدایی اولین برنامه باکتری هست که من آن را نوشته ام.

And like writing software, we can print and write DNA

مانند نوشتن نرم‌افزار، ما می‌توانیم دی ان ای را در الگوریتم هاو برنامه های

into different algorithms and programs inside of bacteria.

مختلف درون باکتری بنویسیم و چاپ کنیم.

What this program does is produces fluorescent proteins

کاری که این برنامه می کند تولید پروتئین های فلورسنت

in a rhythmic fashion

بصورت روش ریتمیک است

and generates a small molecule

و مولکولی کوچک را تولید می کند

that allows bacteria to communicate and synchronize,

که به باکتری اجازه می دهد ارتباط برقرار کرده و همگام‌سازی کنند،

as you're seeing in this movie.

همانطور که در این فیلم می بینید.

The growing colony of bacteria that you see here

رشد یک مجموعه بزرگ از باکتری که در اینجا می بینید

is about the width of a human hair.

حدود ضخامت یک تار موی انسان را دارد.

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

چیزی که نمی‌توانید ببینید، برنامه ژنتیکی ماست

instructs these bacteria to each produce small molecules,

که به باکتری‌ها دستورالعمل تولید مولکولی کوچک را می‌دهد،

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

و این مولکول‌ها بین هزاران باکتری حرکت می‌کنند

telling them when to turn on and off.

و به آنها می‌گویند خاموش و روشن شوند.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

و باکتری‌ها خیلی خوب همگام می‌شوند،

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

دلیل اینکه این مولکولها با هم همگام می شوند، می‌توانند خیلی سریع حرکت کنند.

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

در مجموعه بزرگتری از این باکتری‌ها، این نتیجه بصورت موجی بین

between bacteria that are far away from each other,

باکتری‌هایی که از همدیگر دور هستند حرکت می‌کند،

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

و شما می توانید این موج ها را که از سمت راست به چپ می روند بر روی صفحه ببنید.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

برنامه ژنیتکی ما متکی به پدیده‌های طبیعی

called quorum sensing,

به نام سنجش حد نصاب هست،

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

که چرخش هماهنگ و گاهی که در تراکم بحرانی هستند

once they reach a critical density.

رفتاری بدخیم با هم دارند.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

شما می توانید سنجش حد نصاب را در این ویديو ببینید،

where a growing colony of bacteria only begins to glow

که یکی از مجموعه باکتری‌های در حال رشد شروع به در خشیدن کرده

once it reaches a high or critical density.

در هنگامی که به تراکم بحرانی یا حداکثر برسد.

Our genetic program

برنامه ژنیتکی ما

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

تولید این الگوی ریتمیک از پروتين فلورسنت را

as the colony grows outwards.

تا زمانی که کلونی رشد کند تا نمایان شود، ادامه می دهد.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

این ویدیو خاص و ازمایش آن را ما ابر اختر Supernova می گویم،

because it looks like an exploding star.

زیرا شبیه انفجار ستاره هاست.

Now, besides programming these beautiful patterns,

جدای از برنامه‌ریزی این الگوهای زیبا،

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

نمی‌دانم که چه کار دیگری را می‌توان بر روی این باکتری‌ها انجام داد؟

And I decided to explore how we can program bacteria

من تصمیم گرفتم کشف کنم که چگونه می توانیم این باکتری‌ها را برنامه ریزی کنیم

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

تا بتوانند دربدن ما بیماری‌هایی مانند سرطان را تشخیص داده و درمان کنند.

One of the surprising facts about bacteria

یکی از تعجب‌اورترین موارد در مورد باکتری‌ها

is that they can naturally grow inside of tumors.

این است که آنها بطور طبیعی می‌توانند در داخل تومورها رشد کنند.

This happens because typically tumors

و به این دلیل این اتفاق می افتد که معمولا

are areas where the immune system has no access,

سیستم ایمنی بدن به داخل تومورها دسترسی ندارد،

and so bacteria find these tumors

و زمانی که باکتری‌ها این تومورها را پیدا می کنند

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

از آنها به عنوان پناهگاه امنی برای رشد‌ و زندگی استفاده می‌کنند.

We started using probiotic bacteria

ما شروع به استفاده از باکتری های پروبیوتیک کردیم

which are safe bacteria that have a health benefit,

که باکتری‌های بی ضرری هستند و در سلامت ما موثرند،

and found that when orally delivered to mice,

و فهمیدم هنگامی که بصورت خورکی به موش داده می شود،

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

این پروبیوتیک‌ها بصورت انتخابی داخل تومور کبد می روند و رشد می کنند.

We realized that the most convenient way

متوجه شدیم که راحت‌ترین راه

to highlight the presence of the probiotics,

برای برجسته کردن حضور پروبیوتیک‌ها،

and hence, the presence of the tumors,

و تومورها،

was to get these bacteria to produce a signal

این بود که این باکتری‌ها را انتخاب کنیم تا سیگنال‌هایی تولید کنند

that would be detectable in the urine,

که در ادرار قابل تشخیص باشد،

and so we specifically programmed these probiotics

و بدین ترتیب بطور خاص این باکتریها را برنامه ریزی کردیم

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

تا مولکول‌هایی را تولید کنند که رنگ ادرار را تغییر می دهند

to indicate the presence of cancer.

تا به این طریق طریق وجود سرطان را تشخیص دهیم.

We went on to show that this technology

برای نشان دادن این تکنولوژی

could sensitively and specifically detect liver cancer,

که می تواند بطور اخص سرطان کبد را تشخیص دهد جلو رفتیم

one that is challenging to detect otherwise.

چون تشخیص بیماری با روشهای دیگر مشکل هست.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

به دلیل اینکه این باکتر‌ی‌ها در تومورها قرار می‌گیرند،

we've been programming them to not only detect cancer

آنها را برنامه ریزی کردیم تا فقط سرطان را تشخیص دهند،

but also to treat cancer

علاوه بر آن سرطان را

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

یا تولید مولکول ها درمانی که در محیط تومور هستند، درمان کرده

that shrink the existing tumors,

و تومور موجود را کوچک می‌کنند،

and we've been doing this using quorum sensing programs

ما از برنامه‌های سنجش حد نصاب

like you saw in the previous movies.

شبیه آنچه که در فیلم قبلی دید برای اینکار استفاده کرده‌ایم.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

تصور کنید که در آینده از برنامه ریزی باکتر‌ها

that could detect and treat cancer,

برای تشخیص و درمان سرطان،

or even other diseases.

یا حتی سایر بیماری‌ها استفاده کنیم.

Our ability to program bacteria

توانایی ما برای برنامه ریزی باکتری‌ها

and program life

و برنامه ریزی زندگی

opens up new horizons in cancer research,

افق های جدیدی را برای تحقیقات بر روی سرطان باز می کند،

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

و برای به اشتراک گداشتن این دیدگاه ها، من با هنرمند ویکی مونیز برای

to create the symbol of the universe,

خلق نمادهایی از جهان کار کردم،

made entirely out of bacteria or cancer cells.

که کاملا بدون باکتری و سلول های سرطانی بود.

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

در نهایت، امید من این است که زیبایی و هدف این جهان میکروسکوپی

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

بتواند الهام بخش و خالق دستاورهای جدیدی برای آینده تحقیقات بر روی سزطان باشد.

Thank you.

سپاسگزارم.

(Applause)

( تشویق تماشاگران)