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

Fordító: Andrea Lantos Lektor: Edit Dr. Kósa

You may not realize this,

Talán nincsenek is tudatában,

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

hogy több baktérium van a testükben, mint ahány csillag az egész galaxisunkban.

A bennünk élő baktériumok lenyűgöző univerzuma

This fascinating universe of bacteria inside of us

egészségünk szerves részét képezi,

is an integral part of our health,

and our technology is evolving so rapidly

és a technológiánk olyan gyorsan fejlődik,

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

hogy ma már úgy tudjuk programozni ezeket a baktériumokat, mint a számítógépeket.

Az itt látható ábra,

Now, the diagram that you see here,

I know it looks like some kind of sports play,

tudom, úgy néz ki, mint egy sportmeccs taktikai terve,

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

de valójában az első általam fejlesztett bakteriális program rajza.

And like writing software, we can print and write DNA

A szoftveríráshoz hasonlóan tudunk DNS-t is írni és sokszorosítani

into different algorithms and programs inside of bacteria.

különféle algoritmusok és programok szerint, baktériumok belsejében.

What this program does is produces fluorescent proteins

Ez a program fluoreszkáló fehérjéket hoz létre

in a rhythmic fashion

ritmikus ütemben,

and generates a small molecule

és egy olyan apró molekulát is,

mely lehetővé teszi a baktériumok kommunikációját, összehangolását,

that allows bacteria to communicate and synchronize,

as you're seeing in this movie.

ahogy ezen a filmen látható.

The growing colony of bacteria that you see here

A növekvő baktériumkolónia, melyet itt látnak,

is about the width of a human hair.

kb. olyan vastag, mint az emberi haj.

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

Azt viszont nem látják, hogy genetikai programunk

instructs these bacteria to each produce small molecules,

apró molekulák termelésére késztet minden egyes baktériumot,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

és ezek a molekulák közlekednek az ezernyi különálló baktérium között,

telling them when to turn on and off.

és megmondják nekik, mikor kapcsoljanak ki és be.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

A baktériumok igen jól szinkronizálnak ezen a szinten,

de mivel az őket összehangoló molekula csak ilyen gyorsan tud mozogni,

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

nagyobb baktériumkolóniákban ez haladó hullámokat eredményez

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

between bacteria that are far away from each other,

az egymástól távol lévő baktériumok között.

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

Ezeket a hullámokat láthatják jobbról balra haladni a képernyőn.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Genetikai programunk alapja egy természetes jelenség,

a kvórumérzékelés,

called quorum sensing,

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

amely a baktériumoknál koordinált, néha virulens viselkedést vált ki

once they reach a critical density.

a kritikus sűrűség elérésekor.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Itt látható a kvórumérzékelés működés közben,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

ahol egy növekvő baktériumkolónia akkor kezd csak el fényleni,

once it reaches a high or critical density.

ha magas vagy kritikus sűrűséget ér el.

Our genetic program

Genetikai programunk

folyamatosan termeli a fluoreszkáló fehérjék ritmikus mintáit,

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

as the colony grows outwards.

miközben a kolónia kifelé növekszik.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Ezt a különleges felvételt és kísérletet Szupernovának hívjuk,

because it looks like an exploding star.

mert egy szétrobbanó csillaghoz hasonlít.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Nos, ezeknek a szép mintáknak a programozásán túl

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

érdekelt, mire tudjuk még rábírni a baktériumokat.

And I decided to explore how we can program bacteria

Kutatni kezdtem, hogyan programozható a baktérium arra,

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

hogy olyan betegségeket észleljen és kezeljen, mint a rák.

Az egyik meglepő tény a baktériumokról,

One of the surprising facts about bacteria

is that they can naturally grow inside of tumors.

hogy természetes módon képesek növekedni daganatok belsejében.

This happens because typically tumors

Ennek oka, hogy a daganat tipikusan

are areas where the immune system has no access,

az a terület, melyet az immunrendszer nem ér el,

and so bacteria find these tumors

így a baktériumok megtalálják e tumorokat,

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

és biztonságos menedéknek használják, ahol növekedhetnek és gyarapodhatnak.

We started using probiotic bacteria

Probiotikus baktériumokat használtunk,

which are safe bacteria that have a health benefit,

amelyek biztonságosak és az egészségre jó hatásúak,

and found that when orally delivered to mice,

és azt találtuk, hogy ha egereknek adjuk szájon át,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

ezek a probiotikumok kifejezetten májdaganatok belsejében növekednek.

We realized that the most convenient way

Rájöttünk, hogy a legkönnyebben

to highlight the presence of the probiotics,

úgy tudjuk kimutatni a probiotikumok

and hence, the presence of the tumors,

és ezáltal a daganatok jelenlétét,

was to get these bacteria to produce a signal

ha a baktériumokat egy jel termelésére bírjuk,

that would be detectable in the urine,

amely a vizeletből kimutatható.

Ezért arra programoztuk a probiotikumokat,

and so we specifically programmed these probiotics

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

hogy a vizelet színét megváltoztató molekulát állítsanak elő,

to indicate the presence of cancer.

amely jelzi a rák jelenlétét.

Ezután kimutattuk, hogy ez a technológia

We went on to show that this technology

could sensitively and specifically detect liver cancer,

érzékenyen és specifikusan képes észlelni a májtumort,

one that is challenging to detect otherwise.

amit más módon igen nehéz felderíteni.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Mivel ezek a baktériumok kifejezetten tumorokban találhatók,

we've been programming them to not only detect cancer

arra programoztuk őket, hogy ne csak jelezzék,

but also to treat cancer

hanem kezeljék is a rákot azáltal,

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

hogy gyógyhatású molekulákat termelnek a daganat belsejében,

that shrink the existing tumors,

amelyek a szóban forgó daganatot zsugorítják.

and we've been doing this using quorum sensing programs

Ezt kvórumérzékelési programok használatával tettük,

like you saw in the previous movies.

ahogy az előző felvételeken láthatták.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Összegzésképp képzeld el a jövőt, amikor programozott probiotikumot veszel be,

amely képes észlelni és kezelni a rákot,

that could detect and treat cancer,

or even other diseases.

vagy akár más betegségeket.

Our ability to program bacteria

Képességünk baktériumok

and program life

és az élet programozására

opens up new horizons in cancer research,

új távlatokat nyit a rákkutatásban.

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

Vik Muniz művésszel e vízió kifejezésén dolgoztam,

to create the symbol of the universe,

és megalkottuk az univerzum jelképét

made entirely out of bacteria or cancer cells.

kizárólag baktériumok és ráksejtek felhasználásával.

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

Végezetül, azt remélem, hogy e mikroszkopikus világ szépsége és célja

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

új és kreatív megközelítéseket ihlet a rákkutatás jövőjében.

Thank you.

Köszönöm!

(Taps)

(Applause)