A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

מתרגם: Zeeva Livshitz מבקר: Ido Dekkers

Cancer affects all of us --

סרטן משפיע על כולנו -

especially the ones that come back over and over again,

במיוחד אלה ששבים וחוזרים,

the highly invasive and drug-resistant ones,

הפולשנים מאוד ועמידים לתרופות

the ones that defy medical treatment,

אלה שעמידים לטיפול רפואי,

even when we throw our best drugs at them.

גם כאשר אנחנו זורקים לעברם את התרופות הטובות ביותר שלנו.

Engineering at the molecular level,

הנדסה ברמה המולקולרית,

working at the smallest of scales,

כשעובדים בקנה מידה הקטן ביותר,

can provide exciting new ways

יכולה לספק דרכים חדשות ומלהיבות

to fight the most aggressive forms of cancer.

להילחם בצורות הכי אגרסיביות של סרטן.

Cancer is a very clever disease.

הסרטן הוא מחלה מאוד חכמה.

There are some forms of cancer,

ישנם כמה סוגים של סרטן,

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

שלמרבה המזל, למדנו כיצד לטפל בצורה טובה יחסית

with known and established drugs and surgery.

עם תרופות וניתוחים ידועים ומבוססים.

But there are some forms of cancer

אבל יש כמה סוגים של סרטן

that don't respond to these approaches,

שלא מגיבים לגישות אלו,

and the tumor survives or comes back,

והגידול שורד, או חוזר,

even after an onslaught of drugs.

גם לאחר מתקפה של תרופות.

We can think of these very aggressive forms of cancer

אנחנו יכולים לחשוב על צורות מאוד אגרסיביות אלו של סרטן

as kind of supervillains in a comic book.

כעל סוג של נבל-על בספר קומיקס.

They're clever, they're adaptable,

הם פיקחים, הם סתגלנים,

and they're very good at staying alive.

והם טובים מאוד בלהישאר בחיים.

And, like most supervillains these days,

וכמו רוב נבלי-העל בימים אלה,

their superpowers come from a genetic mutation.

כוחות העל שלהם מגיעים ממוטציה גנטית.

The genes that are modified inside these tumor cells

הגנים שמשתנים בתוך תאים סרטניים אלה

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

יכולים לאפשר ולקודד עבור מצבי הישרדות חדשים שלא ייאמנו,

allowing the cancer cell to live through

המאפשרים לתא הסרטני לחיות אפילו

even our best chemotherapy treatments.

דרך הטיפולים הכימותרפיים הטובים ביותר שלנו.

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

דוגמא אחת היא טריק בו גן מאפשר לתא,

even as the drug approaches the cell,

גם כאשר התרופה מתקרבת לתא,

to push the drug out,

לדחוף את התרופה החוצה,

before the drug can have any effect.

לפני שהתרופה יכולה להשפיע.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

דמיינו - התא יורק החוצה את התרופה ביעילות.

This is just one example of the many genetic tricks

זוהי רק דוגמה אחת לטריקים הגנטיים הרבים

in the bag of our supervillain, cancer.

באמתחתו של הארכי-נבל, הסרטן,

All due to mutant genes.

הכול בגלל גנים מוטנטיים.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

אז יש לנו ארכי-נבל עם כוחות-על מדהימים.

And we need a new and powerful mode of attack.

ואנחנו זקוקים לסוגי התקפה חדשים ועוצמתיים.

Actually, we can turn off a gene.

למעשה, אנחנו יכולים לכבות גן.

The key is a set of molecules known as siRNA.

המפתח הוא סדרה של מולקולות המכונה siRNA.

siRNA are short sequences of genetic code

siRNA הם רצפים קצרים של קוד גנטי

that guide a cell to block a certain gene.

שמנחים תא לחסום גן מסוים.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

כל מולקולת siRNA יכולה לכבות גן ספציפי

inside the cell.

בתוך התא.

For many years since its discovery,

במשך שנים רבות מאז גילויה,

scientists have been very excited

מדענים מאוד התלהבו

about how we can apply these gene blockers in medicine.

מהאפשרות כיצד ליישם ברפואה חוסמי גנים אלה.

But, there is a problem.

אבל, ישנה בעיה.

siRNA works well inside the cell.

siRNA פועלת היטב בתוך התא.

But if it gets exposed to the enzymes

אבל אם היא נחשפת לאנזימים

that reside in our bloodstream or our tissues,

שנמצאים בתוך זרם הדם או הרקמות שלנו,

it degrades within seconds.

היא מתדרדרת בתוך שניות.

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

היא חייבת להיות ארוזה, מוגנת בעת מסעה בגוף

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

בדרכה ליעד הסופי בתוך התא הסרטני

So, here's our strategy.

אז, הנה האסטרטגיה שלנו.

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

ראשית, ניתן מנהלתא הסרטני של siRNA חוסמת הגן,

and silence those survival genes,

ונשתיק את אותם גנים השרדותיים,

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

ואז נכה אותם בחוזקה עם תרופה כימותרפית.

But how do we carry that out?

אבל איך נוכל לבצע את זה?

Using molecular engineering,

באמצעות הנדסה מולקולרית,

we can actually design a superweapon

אנחנו יכולים בעצם לעצב נשק-על

that can travel through the bloodstream.

שיכול לנסוע דרך מחזור הדם.

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

זה חייב להיות זעיר מספיק כדי לעבור דרך מחזור הדם,

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

זה חייב להיות קטן מספיק כדי לחדור את רקמת הגידול,

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

וזה חייב להיות זעיר מספיק כדי להילקח לתוך התא הסרטני.

To do this job well,

כדי לעשות את העבודה הזאת היטב,

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

זה חייב להיות כמאית אחת מגודל של שערת אדם,

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

בואו נסתכל מקרוב כיצד אנו יכולים לבנות ננו-חלקיק זה.

First, let's start with the nanoparticle core.

ראשית, בואו נתחיל עם ליבת הננו-חלקיק.

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

זוהי קפסולה זעירה שמכילה את התרופה הכימותרפית.

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

זהו הרעל שיגרום למעשה לסיים את חיי התא הסרטני.

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

סביב הליבה הזו, נעטוף שמיכה

nanometers-thin blanket of siRNA.

דקיקה מאוד בעובי ננומטר של siRNA,

This is our gene blocker.

זהו חוסם הגן שלנו.

Because siRNA is strongly negatively charged,

כי siRNA הוא בעל טעינה שלילית חזקה,

we can protect it

אנחנו יכולים להגן עליו

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

בשכבת מגן נחמדה של פולימר בעל טעינה חיובית.

The two oppositely charged molecules stick together

שתי המולקולות המנוגדות נדבקות זו לזו

through charge attraction,

באמצעות משיכת מטען חשמלי,

and that provides us with a protective layer

וזה מספק לנו שכבת מגן

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

שמונעת את התדרדרות ה siRNA בזרם הדם.

We're almost done.

כמעט סיימנו.

(Laughter)

(צחוק)

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

אבל יש מכשול אחד גדול נוסף שאנחנו צריכים לחשוב עליו.

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

למעשה, זה עשוי להיות המכשול הגדול מכולם.

How do we deploy this superweapon?

כיצד אנו יכולים לפרוס נשק על זה?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

אני מתכוונת, כל נשק טוב חייב להיות מכוון ליעד,

we have to target this superweapon to the supervillain cells

עלינו לכוון נשק-על זה לתאי הארכי-נבל

that reside in the tumor.

ששוכן בגידול.

But our bodies have a natural immune-defense system:

אבל לגוף שלנו יש מערכת הגנה חיסונית טבעית

cells that reside in the bloodstream

תאים שנמצאים בזרם הדם

and pick out things that don't belong,

ובוררים החוצה דברים שאינם שייכים,

so that it can destroy or eliminate them.

כך שהיא תוכל להרוס או לחסל אותם.

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

ונחשו מה? הננו-החלקיקים שלנו נחשבים חפץ זר.

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

עלינו להגניב את הננו-חלקיק אל מעבר מערכת הביטחון של הגידול.

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

עלינו להעביר אותו דרך המנגנון שנפטר מאובייקט זר

by disguising it.

על ידי כך שנסווה אותו.

So we add one more negatively charged layer

אז נוסיף עוד שכבה אחת בעלת מטען שלילי

around this nanoparticle,

סביב ננו-חלקיק זה.

which serves two purposes.

שמשרתת שתי מטרות.

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

ראשית, שכבה חיצונית זו היא אחת שטעונה באופן טבעי,

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

רב-סוכרים רוויים שנמצאים בגופנו.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

זה יוצר ענן של מולקולות מים סביב הננו-חלקיק

that gives us an invisibility cloaking effect.

שנותן אפקט של מעטה של אי-נראות

This invisibility cloak allows the nanoparticle

מעטה אי-הנראות מאפשר לננו-חלקיק

to travel through the bloodstream

לנוע דרך זרם הדם

long and far enough to reach the tumor,

ארוך ורחוק מספיק כדי להגיע לגידול,

without getting eliminated by the body.

מבלי שיחוסל על ידי הגוף.

Second, this layer contains molecules

שנית, שכבה זו מכילה מולקולות

which bind specifically to our tumor cell.

שנקשרות ספציפית לתאי הסרטן שלנו.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

וכאשר הוא נקשר, התא הסרטני לוקח את הננו-חלקיק,

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

וכעת יש לנו את הננו-חלקיק שלנו בתוך תא הסרטן

and ready to deploy.

ומוכן להיערכות,

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

בְּסֵדֶר! אני מרגישה אותו הדבר. בוא נמשיך!

(Applause)

(תשואות)

The siRNA is deployed first.

ה-siRNA נפרסת ראשונה.

It acts for hours,

היא פועלת במשך שעות

giving enough time to silence and block those survival genes.

נותנת מספיק זמן להשתיק ולחסום את אותם גנים של הישרדות.

We have now disabled those genetic superpowers.

עכשיו השבתנו את כוחות העל הגנטיים.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

מה שנותר הוא תא סרטני ללא הגנות מיוחדות.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

לאחר מכן, תרופה כימותרפית יוצאת מהליבה

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

והורסת לחלוטין וביעילות את תאי הגידול.

With sufficient gene blockers,

עם מספיק חוסמי גנים,

we can address many different kinds of mutations,

אנחנו יכולים לטפל בסוגים רבים של מוטציות,

allowing the chance to sweep out tumors,

שמאפשרים הזדמנות לטאטא החוצה גידולים,

without leaving behind any bad guys.

מבלי להשאיר מאחור דברים רעים.

So, how does our strategy work?

אז, איך האסטרטגיה שלנו עובדת?

We've tested these nanostructure particles in animals

בדקנו מבנה ננו-חלקיקים אלה בחיות

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

תוך שימוש בצורה אגרסיבית מאוד של סרטן שד תלת-שלילי

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

סרטן שד תלת-שלילי זה מציג את הגן

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

שיורק החוצה תרופה נגד סרטן ברגע שהיא מועברת.

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

בדרך כלל, דוקסורוביצין - בוא נקרא לה "dox" היא התרופה לסרטן

that is the first line of treatment for breast cancer.

שהיא קו הטיפול הראשון בסרטן השד.

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

אז ראשית טיפלנו בחיות שלנו בליבת dox בלבד.

The tumor slowed their rate of growth,

תאי הגידול האט את קצב הצמיחה שלהם,

but they still grew rapidly,

אך הם עדיין גדלו במהירות,

doubling in size over a period of two weeks.

הכפילו את גודלם תוך שבועיים.

Then, we tried our combination superweapon.

אז, ניסינו את נשק-העל המשולב שלנו

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

חלקיק ננו-שכבה עם siRNA כנגד משאבת הכימותרפיה,

plus, we have the dox in the core.

בנוסף לכך, יש לנו את ה DOX בליבה.

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

וראו -- מצאנו שלא רק שהגידולים הפסיקו לגדול

they actually decreased in size

הם למעשה ירדו בגודל

and were eliminated in some cases.

וחוסלו במקרים אחדים.

The tumors were actually regressing.

הגידולים למעשה היו ברגרסיה.

(Applause)

(תשואות)

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

מה שמצוין בגישה זו זה שהיא יכולה להיות מתואמת אישית.

We can add many different layers of siRNA

אנחנו יכולים להוסיף הרבה שכבות שונות של siRNA

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

לטפל במוטציות שונות ומנגנוני הגנה של גידולים.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

ואנחנו יכולים לשים תרופות שונות לתוך ליבת הננו-חלקיק.

As doctors learn how to test patients

כשרופאים לומדים כיצד לבדוק חולים

and understand certain tumor genetic types,

ולהבין סוגים גנטיים מסוימים של גידולים,

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

הם יעזרו לנו לקבוע מי מהnולים יוכל להפיק תועלת מאסטרטגיה זו

and which gene blockers we can use.

ובאילו חוסמי גנים אנו יכולים להשתמש.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

סרטן שחלות פורט אצלי על מיתר מיוחד.

It is a very aggressive cancer,

זה סרטן מאוד אלים,

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

בין השאר משום שהוא מתגלה בשלבים מאוחרים מאוד,

when it's highly advanced

כאשר הוא מתקדם מאוד

and there are a number of genetic mutations.

ויש מספר מוטציות גנטיות.

After the first round of chemotherapy,

אחרי הסיבוב הראשון של כימותרפיה,

this cancer comes back for 75 percent of patients.

סרטן זה חוזר ב 75 אחוז מהחולים.

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

והוא בדרך כלל חוזר בצורה עמידה לתרופות.

High-grade ovarian cancer

סרטן שחלות בדרגה גבוהה

is one of the biggest supervillains out there.

הוא אחד מהארכי-נבלים הגדולים ביותר.

And we're now directing our superweapon

ואנחנו מכוונים כעת את נשק העל שלנו

toward its defeat.

כדי להביס אותו.

As a researcher,

כחוקרת,

I usually don't get to work with patients.

לא יוצא לי בדרך כלל לעבוד עם חולים.

But I recently met a mother

אבל לאחרונה פגשתי אם

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

שהיא ניצולת סרטן שחלות, מימי, ובתה, פייג'.

I was deeply inspired by the optimism and strength

קיבלתי השראה רבה מהאופטימיות והכוח

that both mother and daughter displayed

שהן האם והן בתה הפגינו

and by their story of courage and support.

ומסיפורן של אומץ ותמיכה.

At this event, we spoke about the different technologies

באירוע זה, דיברנו על הטכנולוגיות השונות

directed at cancer.

שמכוונות כנגד הסרטן.

And Mimi was in tears

ומימי בכתה בדמעות

as she explained how learning about these efforts

כשהסברתי כיצד לימוד של המהלכים האלה

gives her hope for future generations,

נותן לה תקווה עבור הדורות הבאים

including her own daughter.

כולל בתה שלה.

This really touched me.

זה באמת נגע בי.

It's not just about building really elegant science.

זה לא רק על כיצד לבנות מדע ממש אלגנטי

It's about changing people's lives.

זה על לשנות חיים של אנשים.

It's about understanding the power of engineering

זה על הבנת כוחה של הנדסה

on the scale of molecules.

בקנה מידה של מולקולות

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

אני יודע שכשסטודנטים כמו פייג' מתקדמים בקריירות שלהם,

they'll open new possibilities

הם יפתחו אפשרויות חדשות

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

בהתמודדות עם אחדות מבעיות הבריאות הגדולות בעולם --

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

כולל סרטן שחלות, הפרעות נוירולוגיות, מחלות זיהומיות --

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

בדיוק כמן שהנדסה כימית מצאה דרך לפתוח דלתות בשבילי,

and has provided a way of engineering

וסיפקה דרך הנדסית

on the tiniest scale, that of molecules,

בקנה המידה הזעיר ביותר, זה של המולקולות,

to heal on the human scale.

לרפא על קנה המידה האנושי.

Thank you.

תודה

(Applause)

(תשואות)