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

מתרגם: Ido Dekkers מבקר: Tal Dekkers

You may not realize this,

אתם אולי לא מבינים את זה,

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

אבל יש יותר בקטריות בגוף שלכם מכוכבים בכל הגלקסיה שלנו.

This fascinating universe of bacteria inside of us

היקום המרתק הזה של בקטריות בתוכנו

is an integral part of our health,

הוא חלק בלתי נפרד מהבריאות שלנו,

and our technology is evolving so rapidly

והטכנולוגיה שלנו מתפתחת כל כך מהר

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

שהיום אנחנו יכולים לתכנת את הבקטריות האלו כמו שאנחנו מתכנתים מחשבים.

Now, the diagram that you see here,

עכשיו, התרשים שאתם רואים פה,

I know it looks like some kind of sports play,

אני יודע שהוא נראה כמו סוג של מהלך בספורט,

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

אבל זה למעשה התרשים לתוכנית הבקטריה הראשונה שפיתחתי.

And like writing software, we can print and write DNA

וכמו לכתוב תוכנה, אנחנו יכולים להדפיס ולכתוב DNA

into different algorithms and programs inside of bacteria.

לתוך אלגוריתמים ותוכניות שונים בתוך הבקטריה.

What this program does is produces fluorescent proteins

מה שהתוכנה הזו עושה זה לייצר חלבונים פלואורסנטיים

in a rhythmic fashion

בצורה מחזורית

and generates a small molecule

ולייצר מולקולות קטנות

that allows bacteria to communicate and synchronize,

שמאפשרות לבקטריה לתקשר ולהסתנכרן,

as you're seeing in this movie.

כמו שאתם רואים בסרטון הזה.

The growing colony of bacteria that you see here

המושבה הגדלה של בקטריות שאתם רואים פה

is about the width of a human hair.

היא בערך ברוחב שער של בן אדם.

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

עכשיו, מה שאתם לא יכולים לראות זה שהתוכנית הגנטית שלנו

instructs these bacteria to each produce small molecules,

מורה לבקטריות האלו כל אחת לייצר מולקולות קטנות,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

והמולקולות האלו נעות בין אלפי הבקטריות הבודדות

telling them when to turn on and off.

אומרות להן מתי להדלק ומתי להכבות.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

והבקטריות מסתנכרנות די טוב במספרים גדולים,

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

אבל בגלל שהמולקולות שמסנכרנות אותן יחד יכולות לעבור רק במהירות מוגבלת,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

במושבות גדולות של בקטריות, התוצאה היא גלים נעים

between bacteria that are far away from each other,

בין הבקטריות שרחוקות אחת מהשניה,

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

ואתם יכולים לראות את הגלים האלה עוברים מימין לשמאל לרוחב המסך.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

עכשיו, התוכנית הגנטית שלנו מסתמכת על תופעה טבעית

called quorum sensing,

שנקראת חישה קבוצתית,

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

בה בקטריות מפעילות התנהגויות מתואמות ולפעמים אלימות

once they reach a critical density.

ברגע שהם מגיעים לצפיפות קריטית.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

אתם יכולים לצפות בחישה קבוצתית בפעולה בסרטון הזה,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

במקום בו מושבת בקטריות גדלה רק מתחילה לזהור

once it reaches a high or critical density.

ברגע שהיא מגיעה לצפיפות גבוהה או קריטית.

Our genetic program

התוכנית הגנטית שלנו

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

ממשיכה לייצר את תבניות הקצבים האלה של חלבונים פלואורסנטים

as the colony grows outwards.

כשהמושבה גדלה החוצה.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

לסרטון הספציפי הזה והניסוי אנחנו קוראים סופרנובה,

because it looks like an exploding star.

מפני שהוא נראה כמו כוכב מתפוצץ.

Now, besides programming these beautiful patterns,

עכשיו, חוץ מתכנות התבניות היפות האלו,

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

תהיתי, מה עוד אנחנו יכולים לגרום לבקטריות האלו לעשות?

And I decided to explore how we can program bacteria

והחלטתי לחקור איך אנחנו יכולים לתכנת את הבקטריות

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

לזהות ולטפל במחלות בגוף שלנו כמו סרטן.

One of the surprising facts about bacteria

אחת העובדות המפתיעות בנוגע לבקטריות

is that they can naturally grow inside of tumors.

היא שהן יכולת לגדול באופן טבעי בתוך גידולים.

This happens because typically tumors

זה מתרחש בגלל שגידלים בדרך כלל

are areas where the immune system has no access,

הם אזורים בהם למערכת החיסון אין גישה,

and so bacteria find these tumors

וכך בקטריות מוצאות את הגידולים האלה

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

ומשתמשות בהם כמקום מפלט כדי לגדול ולשגשג.

We started using probiotic bacteria

התחלנו להשתמש בבקטריות פרוביוטיות

which are safe bacteria that have a health benefit,

שהן בקטריות בטוחות שיש להן תועלות בריאותיות,

and found that when orally delivered to mice,

ומצאנו שכשהן מועברות אורלית לעכברים,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

הפרוביוטיקה הזו תבחר סלקטיבית לגדול בתוך גידולי כבד.

We realized that the most convenient way

הבנו שהדרך הכי נוחה

to highlight the presence of the probiotics,

להדגיש את הנוכחות של הפרוביוטיקה,

and hence, the presence of the tumors,

ולכן, את הנוכחות של גידולים,

was to get these bacteria to produce a signal

היתה לגרום לבקטריות האלו לייצר אות

that would be detectable in the urine,

שיהיה בר זיהוי בשתן,

and so we specifically programmed these probiotics

אז תכנתנו אותן ספציפית

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

ליצור מולקולות שישנו את צבע השתן שלכם

to indicate the presence of cancer.

כדי להצביע על הנוכחות של סרטן.

We went on to show that this technology

המשכנו להראות שהטכנולוגיה הזו

could sensitively and specifically detect liver cancer,

יכולה באופן רגיש ומדוייק לזהות סרטן כבד,

one that is challenging to detect otherwise.

סרטן שמאוד קשה לזהות אחרת.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

עכשיו, מאחר והבקטריות האלו נמצאות ספציפית בגידולים,

we've been programming them to not only detect cancer

תכנתנו אותן לא רק לזהות סרטן

but also to treat cancer

אלא גם לטפל בו

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

על ידי יצירת מולקולות תרפותיות מתוך הסביבה הסרטנית

that shrink the existing tumors,

שמכווצות את הגידולים הקיימים,

and we've been doing this using quorum sensing programs

ועשינו את זה בשימוש בתוכניות חישה קבוצתית

like you saw in the previous movies.

כמו אלה שראיתם בסרטונים הקודמים.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

יחד, דמיינו בעתיד לקיחת פרוביוטיקה מתוכנתת

that could detect and treat cancer,

שתוכל לזהות ולטפל בסרטן,

or even other diseases.

או אפילו במחלות אחרות.

Our ability to program bacteria

היכולת שלנו לתכנת בקטריות

and program life

ולתכנת חיים

opens up new horizons in cancer research,

פותחת אופקים חדשים במחקר סרטן,

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

וכדי לחלוק את החזון, עבדתי עם האמן ויק מוניץ

to create the symbol of the universe,

כדי ליצור את הסמל ליקום,

made entirely out of bacteria or cancer cells.

שעשוי כולו מבקטריות או תאי סרטן.

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

בסופו של דבר, התקווה שלי היא שהיופי והמטרה של היקום המיקרוסקופי הזה

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

יוכלו לתת השראה לגישות חדשות ויצירתיות לעתיד מחקר הסרטן.

Thank you.

תודה לכם.

(Applause)

(מחיאות כפיים)