A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Traduttore: Pierluigi Palumbo Revisore: Claudia Ciniglio

Cancer affects all of us --

Il cancro colpisce tutti noi

especially the ones that come back over and over again,

specialmente quelli che ritornano sempre,

the highly invasive and drug-resistant ones,

i più invasivi e resistenti ai farmaci,

the ones that defy medical treatment,

quelli che resistono alle cure mediche,

even when we throw our best drugs at them.

anche quando li attacchiamo con i migliori farmaci.

Engineering at the molecular level,

L'ingegneria molecolare,

working at the smallest of scales,

che lavora su scala ridotta,

can provide exciting new ways

può fornirci nuove cure

to fight the most aggressive forms of cancer.

per combattere le forme più aggressive.

Cancer is a very clever disease.

Il cancro è una patologia molto furba.

There are some forms of cancer,

Ci sono alcune forme

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

che, fortunatemente, abbiamo imparato a domare abbastanza bene

with known and established drugs and surgery.

con farmaci e operazioni accertate.

But there are some forms of cancer

Ma ci sono alcune forme di cancro

that don't respond to these approaches,

che non reagiscono a questi trattamenti,

and the tumor survives or comes back,

per questo il tumore sopravvive e ritorna,

even after an onslaught of drugs.

anche dopo un "attacco" da parte dei farmaci

We can think of these very aggressive forms of cancer

Possiamo immaginare queste forme di cancro

as kind of supervillains in a comic book.

come i supercattivi dei fumetti.

They're clever, they're adaptable,

Sono furbi, flessibili,

and they're very good at staying alive.

e bravi a sopravvivere.

And, like most supervillains these days,

E, come la maggior parte dei supercattivi,

their superpowers come from a genetic mutation.

i loro superpoteri sono frutto di una mutazione genetica.

The genes that are modified inside these tumor cells

I geni che si sono modificati nelle cellule tumorali

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

possono attivare e codificare nuovi modi di sopravvivenza,

allowing the cancer cell to live through

permettendo alle cellule cancerogene di sopravvivere

even our best chemotherapy treatments.

anche alle migliori chemioterapie.

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

Ad esempio, attraverso un trucco, un gene permette ad una cellula,

even as the drug approaches the cell,

anche quando il farmaco la attacca,

to push the drug out,

di respingerlo

before the drug can have any effect.

prima che il farmaco faccia effetto.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

E la cellula risputa il farmaco efficacemente.

This is just one example of the many genetic tricks

Questo è solo un esempio dei diversi trucchi geneteci

in the bag of our supervillain, cancer.

nelle mani del nostro supercattivo.

All due to mutant genes.

Tutto a causa dei geni mutanti.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

Quindi, ci sono supercattivi con poteri incredibili.

And we need a new and powerful mode of attack.

E noi abbiamo bisogno di una nuova e potente arma.

Actually, we can turn off a gene.

In realtà, noi possiamo disattivare un gene.

The key is a set of molecules known as siRNA.

La chiave è in un set di molecole conosciute come siRNA.

siRNA are short sequences of genetic code

Le siRNA sono brevi sequenze di codice genetico

that guide a cell to block a certain gene.

che guidano una cellula a bloccare un determinato gene

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Ogni molecola di siRNA può disattivare un gene specifico

inside the cell.

all'interno della cellula.

For many years since its discovery,

Per molti anni, da quando è stato scoperto

scientists have been very excited

gli scienziati sono entusiasti

about how we can apply these gene blockers in medicine.

per il modo in cui si possono usare questi geni bloccanti in medicina.

But, there is a problem.

Tuttavia, c'è un problema,

siRNA works well inside the cell.

siRNA funziona bene all'interno di una cellula.

But if it gets exposed to the enzymes

Ma, se viene a contatto con gli enzimi

that reside in our bloodstream or our tissues,

che sono presenti nel nostro sangue o nei nostri tessuti,

it degrades within seconds.

si deteriora in pochi secondi.

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

Deve essere impacchettato, protetto per affrontare il suo viaggio nel corpo

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

ed arrivare all'interno della cellula cancerogna.

So, here's our strategy.

Ecco la nostra strategia.

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

Innanzitutto, somministriamo alla cellula il siRNA, il gene bloccante,

and silence those survival genes,

e fermiamo i geni sopravvissuti,

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

poi la attacchiamo con la chemioterapia.

But how do we carry that out?

Ma come la mettiamo in pratica?

Using molecular engineering,

Utilizzando l'ingegneria molecolare,

we can actually design a superweapon

possiamo creare una super-arma

that can travel through the bloodstream.

che può viaggiare attraverso i vasi sanguigni.

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

Deve essere abbastanza piccola per passare nei vasi sanguigni,

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

abbastanza piccola per penetrare il tessuto cancerogeno

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

e abbastanza piccola per occupare l'interno della cellula tumorale.

To do this job well,

Per fare bene questo lavoro,

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

deve essere grande un centesimo della grandezza di un capello umano.

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

Vediamo come possiamo costruire questa nano-particella.

First, let's start with the nanoparticle core.

Innanzitutto, cominciamo con il nucleo.

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

È una microcapsula che contiene il farmaco chemioterapico.

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

Questo è il veleno che metterà fine alla vita della cellula tumorale.

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

Il nucleo sarà avvolto con un minuscolo

nanometers-thin blanket of siRNA.

manto di siRNA.

This is our gene blocker.

Questo è il nostro gene bloccante.

Because siRNA is strongly negatively charged,

Il siRNA è caricato negativamente,

we can protect it

quindi possiamo proteggerlo

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

con uno strato protettivo di polimeri caricati positivamente.

The two oppositely charged molecules stick together

Le cariche opposte delle molecole rimangono attaccate

through charge attraction,

subiscono un'attrazione,

and that provides us with a protective layer

e ci fornisce uno strato protettivo

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

che eivta il deterioramento del siRNA all'interno del sangue.

We're almost done.

Abbiamo quasi finito.

(Laughter)

(Risate)

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

Ma, c'è un altro problema che dobbiamo risolvere.

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

Il più grande ostacolo tra tutti.

How do we deploy this superweapon?

Come dispiegamo le armi?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Ogni buona arma deve essere puntata,

we have to target this superweapon to the supervillain cells

e noi dobbiamo puntare le cellule supercattive

that reside in the tumor.

che vivono nel tumore.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Tuttavia, il corpo umano ha il sistema immunitario:

cells that reside in the bloodstream

cellule che vivono nel nostro sangue

and pick out things that don't belong,

e che identificano cose che non vi appartengono,

so that it can destroy or eliminate them.

così da poterle distruggere ed eliminare.

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

Indovinate un po'? La nostra particella è vista come estranea

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

Dobbiamo far passare la nanoparticella attraverso il sistema di difesa del tumore

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

ed evitare che questo meccanismo si possa disfare dell'oggetto estraneo

by disguising it.

travestendola.

So we add one more negatively charged layer

Aggiungiamo un altro strato caricato negativamente

around this nanoparticle,

attorno alla nanoparticella

which serves two purposes.

che è utile per due motivi.

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

Innanzitutto, lo strato esterno è uno di quelli caricati naturalmente,

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

è un polisaccaride altamente idratato presente nel nostro corpo.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Crea una nube di molecole d'acqua attorno la nanoparticella

that gives us an invisibility cloaking effect.

che ha lo stesso effetto del mantello dell'invisibilità.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

Questo mantello permette alla particella

to travel through the bloodstream

di viaggiare attraverso i vasi

long and far enough to reach the tumor,

in lungo e largo fino a raggiungere il tumore,

without getting eliminated by the body.

senza essere espulsa dal corpo.

Second, this layer contains molecules

Inoltre, questo strato contiene molecole

which bind specifically to our tumor cell.

che si legano proprio con la cellula tumorale.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Una volta legata, la cellula tumorale assorbe la nanoparticella,

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

ed ora abbiamo la nostra nanoparticella all'interno della cellula cancerogena

and ready to deploy.

pronta a combattere.

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

Bene! Mi sento pronta. Andiamo!

(Applause)

(Applausi)

The siRNA is deployed first.

Il siRNA è innanzitutto schierato.

It acts for hours,

Agisce per ore,

giving enough time to silence and block those survival genes.

dando abbastanza tempo a silenziare e bloccare quei geni sopravvissuti.

We have now disabled those genetic superpowers.

Abbiamo disabilitato i superpoteri genetici

What remains is a cancer cell with no special defenses.

Ci rimane una cellula cancerogena senza difese speciali.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Quindi, il farmaco chemioterapico viene rilasciato dal nucleo

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

e distrugge la cellula tumorale con precisione ed efficacia.

With sufficient gene blockers,

Con i geni bloccanti necessari,

we can address many different kinds of mutations,

possiamo colpire diversi tipi di mutazioni

allowing the chance to sweep out tumors,

con la possibilità di eliminare i tumori,

without leaving behind any bad guys.

senza lasciare alcuna traccia.

So, how does our strategy work?

Come funziona la nostra strategia?

We've tested these nanostructure particles in animals

Abbiamo provato queste nanostrutture sugli animali

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

utilizzando una forma molto aggressiva di cancro al seno.

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

Il cancro al seno mostra un gene

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

che respinge il farmaco per il cancro non appena è immesso.

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

Generalmente, la Doxorubicina, chiamiamola "dox", è il farmaco

that is the first line of treatment for breast cancer.

che viene utilizzato nella terapia per il cancro al seno.

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

All'inizio abbiamo curato gli animali solo con la dox.

The tumor slowed their rate of growth,

Il tumore ha rallentato il tasso di crescita,

but they still grew rapidly,

ma cresceva rapidamente,

doubling in size over a period of two weeks.

raddoppiando la sua dimensione in due settimane.

Then, we tried our combination superweapon.

Poi, abbiamo provato ad utilizzare le nostre superarmi.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

Una nanoparticella con siRNA contro la pompa chemioterapica,

plus, we have the dox in the core.

e la doxitocina nel nucleo.

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

E non solo abbiamo scoperto che il tumore smette di crescer

they actually decreased in size

ma diminuisce la sua dimensione

and were eliminated in some cases.

e sono stati eliminati in alcuni casi.

The tumors were actually regressing.

I tumori stavano regredendo.

(Applause)

(Applausi)

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

La cosa magnifica di questo trattamento è che può essere personalizzato.

We can add many different layers of siRNA

Possiamo aggiungere diversi strati di siRNA

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

per colpire diverse mutazioni e diversi meccanismi di difesa tumorali.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

Possiamo inserire diversi farmaci nel nucleo della nanoparticella.

As doctors learn how to test patients

I dottori imparano a testare i pazienti

and understand certain tumor genetic types,

e a diagnosticare specifici tipi di tumore

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

aiutandoci a determinare quale paziente può beneficiare

and which gene blockers we can use.

di questa terapia e quale gene utilizzare.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

Il cancro alle ovaie mi tocca particolarmente.

It is a very aggressive cancer,

è un cancro molto aggressivo,

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

in parte perchè viene diagnosticato

when it's highly advanced

quando è in fase avanzata

and there are a number of genetic mutations.

e ci sono molte mutazioni genetiche.

After the first round of chemotherapy,

Dopo il primo ciclo di chemioterapia,

this cancer comes back for 75 percent of patients.

questo cancro si ripresenta nel 75% dei pazienti.

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

E quando ritorna è resistente ai farmaci.

High-grade ovarian cancer

Il cancro alle ovaie

is one of the biggest supervillains out there.

è uno dei supercattivi più pericolosi.

And we're now directing our superweapon

Ed ora puntiamo le nostre superarmi

toward its defeat.

per sconfiggerlo.

As a researcher,

Come ricercatrice,

I usually don't get to work with patients.

generalmente non lavoro con i pazienti.

But I recently met a mother

Ma recentemente ho conosciuto una madre

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

sopravvissuta ad un cancro alle ovaie: Mimi, e sua figlia, Paige.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Mi hanno colpito l'ottimismo e la forza

that both mother and daughter displayed

che sia la madre che la figlia mostravano

and by their story of courage and support.

ed anche la loro storia ricca di coraggio e resistenza.

At this event, we spoke about the different technologies

In questa occasione, abbiamo parlato delle diverse tecnologie

directed at cancer.

per sconfiggere il.

And Mimi was in tears

Mimi era in lacrime

as she explained how learning about these efforts

quando ha spiegato che conoscere questi risultati

gives her hope for future generations,

le dà speranza per le generazioni future,

including her own daughter.

incluso sua figlia.

This really touched me.

Ciò mi ha relamente colpito.

It's not just about building really elegant science.

Non si tratta solo di costruire scienza raffinata.

It's about changing people's lives.

Si tratta di cambiare la vita delle persone,

It's about understanding the power of engineering

Si tratta di capire il potere dell'ingegneria

on the scale of molecules.

su scala molecolare.

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

So che studenti come Paige faranno progressi nelle loro carriere,

they'll open new possibilities

e ci daranno nuove possibilità

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

a capire alcuni dei più grandi problemi di salute del mondo,

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

incluso il cancro alle ovaie, patologie neurologiche ed infettive,

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

così come l'ingegneria chimica ha trovato un modo per aprirmi le porte,

and has provided a way of engineering

e mi ha aperto una strada verso l'ingegneria

on the tiniest scale, that of molecules,

su scala più piccola, quella molecolare

to heal on the human scale.

per guarire quella umana.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)