Kathryn A. Whitehead: The tiny balls of fat that could revolutionize medicine | TED

翻訳: Kumi Kaku 校正: Moe Shoji

What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people?

このパンデミックで何百万人もの 命が救われると言ったら？

It's a difficult thing to consider,

およそ 考えられないでしょう

given how many loved ones we've already lost.

これほど多くの大切な命が 既に失われていますから

But throughout the course of human history,

けれども人類の歴史全体を通じて

massive public health crises

大規模な公衆衛生上の危機は

have resulted in innovation in health care and technology.

医療や技術の革新をも もたらしてきたのです

For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press

例えば 黒死病が グーテンベルグの印刷機を普及させ

and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology.

1918年のスペインかぜが 今のワクチン技術につながりました

The COVID-19 pandemic has and will be no different.

COVID-19パンデミックの これまでと この先もまた同様です

Just look at our vaccines --

私たちのワクチンを見てください

normally developed over many years,

通常なら開発に何年もかかるものです

and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.

それがこのメッセンジャーRNAワクチンは なんとたったの11か月で配布されたのです

How is that even possible?

なぜそれが可能だったのか？

It was possible because scientists have been working for many years

それは科学者たちが何年もかけて

to get us to the point where we could use mRNA quickly

mRNAがいざというときに すぐに使えるところまで

in an emergency situation.

準備してきたからです

Specifically,

具体的に言うと

we've been working on how to help mRNA with its biggest problem,

私たちが取り組んできた最大の問題は

which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies.

mRNAを体内の正しい場所に なかなかうまく導けないという点です

Fortunately, we got around that problem just in time,

幸いその問題は 何とか時間内に解決しました

and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.

今からお話ししたいのは 私たちが解決に用いた技術についてです

When mRNA is administered,

mRNAを投与する際には

it's injected into our muscles or our bloodstream,

筋肉つまり血流内に注入しますが

but we actually need it to go inside of our cells.

実際に必要なのは これを細胞内まで入れることです

Unfortunately, mRNA is fragile,

残念ながらmRNAは壊れやすいので

and our bodies will destroy it before it goes very far.

いくらも進まないうちに 体がこれを破壊してしまいます

You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail

mRNAを郵送する予定の ガラスの花瓶に見立ててみましょう

without a box and bubble wrap.

箱やクッションがなければ

It'll break long before it's been delivered.

目的地に届くずっと前に 壊れてしまいます

And without an address on the box,

箱に宛先が書かれていなければ

your postal delivery service will have no idea where to take it.

どこに届ければいいのか 配達人が途方に暮れるだけです

And so if we're going to use mRNA as a therapeutic,

ですから mRNAを 治療に使うつもりなら

it needs our help.

手助けが必要なのです

It needs protection, and it needs to be told where to go.

梱包して宛先を示してやらねばなりません

And that's where I come in.

それが私の役目です

For over five decades, scientists and engineers like myself

50年以上にわたって 私のような科学者たちや工学者たちは

have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs,

核酸医薬品 つまりDNAやRNAなどを 運搬する素材を作ってきました

like DNA and RNA.

核酸医薬品 つまりDNAやRNAなどを 運搬する素材を作ってきました

Through trial and error, we've created packages

私たちは試行錯誤して さまざまな小包を作りました

that deliver intact vases to the wrong address;

花瓶は無事だったけれど 届け先が間違っていた小包

that delivered to the right address but with a broken vase;

届け先は正しかったけれど 花瓶が壊れていた小包

packages that get ripped apart by attacking dogs;

番犬たちに引き裂かれてしまう小包

and packages that throw out the mail carrier's back.

配送中に投げ出されてしまう小包

It's taken many years to get the science right.

正しく届けられるようになるまでに 何年もかかりました

Let me show you the result,

結果がこれです

these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles.

脂質ナノ粒子と呼ばれる 小さな脂肪の球です

Let me tell you what they are and how they work.

それが何者でどう働くのかを これからご説明します

So first of all, "nano" just means really, really small.

まず「ナノ」とは単に ものすごく小さいという意味です

Think of how small a person is compared to the diameter of the earth.

地球の直径と比べたとき 人間がどんなに小さいか考えてください

That's how small a nanoparticle is compared to the person.

人間と比べたナノ粒子も それと同じくらい小さいものです

These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids.

ナノ粒子はいくつかの脂肪分子 つまり脂質で出来ています

Fat is an awesome packing material --

脂肪は梱包にぴったりの素材です

nice and bouncy.

とても弾力性があるからです

Interestingly, our cells are also surrounded by fat

面白いことに私たちの細胞も 脂肪にくるまれています

to keep them flexible and protected.

それが細胞の柔軟性を保って 保護しているのです

Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles

何年も前に科学者たちは 脂質ナノ粒子を作って

that would act like a Trojan horse.

トロイの木馬に仕立てることを 思いつきました

Because the lipids in the nanoparticle look similar

というのも ナノ粒子の脂質は 一見したところ

to the membranes that surround our cells,

私たちの細胞を包む膜に似ているので

the cells are willing to bring the nanoparticle inside,

細胞がナノ粒子を 抵抗なく中に入れるのです

and that's when the mRNA is released into the cell.

それを利用してmRNAを 細胞内に放出しようというわけです

So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles?

ではナノ粒子内の脂質とは 正確には何なのでしょうか？

There are four ingredients in addition to the mRNA,

mRNA以外の成分は ４つあります

and I'll tell you about each one.

１つずつご説明しましょう

First, there's a lipid called a phospholipid.

１つ目はリン脂質という脂質です

This is the primary ingredient in our cell membranes,

これは私たちの細胞膜の主成分で

which are the walls of fat that separate the insides of our cells

それが脂肪の壁となって 細胞の内部を

from everything that surrounds them.

周囲のあらゆるものから隔てています

Phospholipids have a head that likes water

リン脂質には親水性の頭部と

and a tail that likes other fatty things.

疎水性の尾部があります

So when you throw a bunch of phospholipids together in water,

ですからリン脂質を まとめて水に投げ込むと

they form this beautiful structure called a lipid bilayer.

脂質二重層と呼ばれる 美しい構造が形成されます

Here, the heads face the inside and the outside of the cell,

そこでは頭部が 細胞の内と外つまり

which is water,

水の方を向いており

and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle.

疎水性の尾部がその間で 一緒にまとまっています

In lipid nanoparticles,

脂質ナノ粒子でも

phospholipids have a similar role

リン脂質が似たような役割で

of keeping all of the other ingredients organized.

その他すべての成分の 整理係をしています

Second, there's a lipid called cholesterol.

２つ目はコレステロールという脂質です

Why, if cholesterol has a bad reputation,

なぜ評判の良くないコレステロールを

would we want to use it in a therapeutic nanoparticle?

私たちは治療用のナノ粒子に 使いたいのでしょうか？

It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream,

それはコレステロールが悪さをするのは 血流内だけで

it's actually a really good thing for our cell membranes.

細胞膜にとっては非常に良いものだと 分かったからです

And that's because those phospholipids I just told you about,

理由は今お話ししたリン脂質が

they are entirely too free with themselves,

ものすごく奔放で

and they are prone to falling apart.

すぐバラバラになりたがるからです

Cholesterol is a stiff molecule

コレステロールは硬い分子で

that wedges itself in between the other lipids

他の脂質と脂質の間に割り込み

to fill in the gaps and hold them all together.

すき間を埋めて全体をつなぎ止めます

It plays a similar role in our lipid nanoparticles.

脂質ナノ粒子内でもコレステロールが 似たような役割をしており

It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart

注射されてから細胞に入るまでに ナノ粒子がバラバラにならないように

in between the injection and when they get into our cells.

構造的に支えているのがコレステロールです

Third, there's a lipid called an ionizable lipid.

３つ目はイオン性脂質という脂質です

Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream,

ここでの「イオン性」とは ナノ粒子が血流内に入ったときに

they're neutrally charged, which helps with their safety.

中性の電荷を帯びて これを保護することを指します

Then they switch to a positive charge inside of our cells,

さらには細胞内で 正の電荷に変わることで

which helps them release the mRNA.

mRNAの放出を助けます

Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab,

イオン性脂質が特別なのは これらが実験室でしか作れず

and scientists around the world

世界中の科学者が

have tested tens of thousands of these materials

何万もの材料をテストして

to find ones that are good at delivering mRNA safely.

mRNAを安全に届けられるものを 見つけてきたからです

And because they're made in the lab,

これらは実験室で作られるので

they tend to be proprietary to the company that invented them.

発見した企業の独占物に なることがほとんどです

So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer,

ですから例えば モデルナと ファイザーと提携のビオンテックが

they discovered different ionizable lipids,

発見したイオン性脂質は それぞれ異なります

and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ.

そこが両社のCOVID-19ワクチンの 主成分で唯一の違いです

And even then, their ionizable lipids aren't even that different,

とはいえ両社のイオン性脂質に そこまでの差異はありません

which is reassuring, because when independent groups of scientists

これは安心材料です というのも 独立した科学者の集団同士が

converge on similar solutions,

似た解決策に落ち着いたのなら

it's easier to trust the result.

その結果の信憑性が増すからです

Finally, one more ingredient.

さて最後の成分です

This one is a polymer called polyethylene glycol.

これは高分子で ポリエチレングリコールと呼ばれます

So let's call it PEG. That's much easier.

ここでは簡単にPEGと呼びましょう

PEG is a water-loving molecule.

PEGは親水性の分子なので

So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together.

脂質ナノ粒子をくるんで 全体を結びつけます

You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap

他の３つの脂質がmRNAの 箱と梱包材だとすれば

for the mRNA,

他の３つの脂質がmRNAの

and the PEG as the packing tape.

PEGはガムテープに喩えられます

You may have heard in the news about a tiny fraction of people

ニュースでお聞きかもしれませんが ごく一部の人に

that have allergic responses to the vaccine.

ワクチンへのアレルギー反応が 見られました

There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions.

このアレルギー反応にPEGが 関与している証拠も多少出ています

And that's because people are routinely exposed to PEG

というのもPEGは人々が 化粧品や家庭用品の成分として

in cosmetic and household products,

日常的に接しているので

and some people have already developed antibodies against PEG.

中にはPEGへの抗体が 作られた人もいるからです

But why would this happen to some people and not to others?

でもなぜ反応が起きる人と 起きない人がいるのでしょうか？

It turns out that every person's immune system is different,

分かったのは免疫システムが 人それぞれで異なっており

and just the same way that some people are allergic to latex,

天然ゴムアレルギーの人が いるのと同じように

other people are allergic to PEG.

PEGアレルギーの人もいる ということです

It's important to keep in mind, however,

ただ ここで忘れてならないのは

that PEG has had a long history of safe use

PEGには安全に使用されてきた 長い歴史があり

as part of FDA-approved drug formulations,

FDAも承認する製剤に 用いられているということです

and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG.

また このワクチンアレルギーの原因が PEG以外という可能性もあります

More research is needed to get to the bottom of these side effects.

これらの副反応の根本原因については さらなる調査が必要です

All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle.

ということで改めて私たちの ナノ粒子全体を眺めてみましょう

Beautiful, right?

美しいでしょう？

When these ingredients all fit together nicely,

これらの成分がすべて うまく調和したときに

the result is a deliverywoman's dream.

女配達人の夢のような結果が起きます

In the case of the vaccines,

ワクチンの場合で言うと

after these nanoparticles get injected into our muscle,

私たちの筋肉に注射された後 これらのナノ粒子が

they take the mRNA into our cells.

細胞内にmRNAを届けます

There, the mRNA acts like an instruction manual

そこでmRNAが設計図となり

that tells our cells to make a foreign protein,

私たちの細胞に外来のタンパク質を

in this case, the coronavirus spike protein.

ここでは コロナウイルスの スパイクタンパク質を作るよう指示します

When our immune cells see the spike protein,

そのスパイクタンパク質を 免疫細胞が見つけると

they rush to protect us from it,

私たちの体を守るために駆けつけて

and they teach themselves to remember it,

その形を記憶します

so that they can kill it if it ever returns.

奴らが戻って来ようものなら 返り討ちにするためです

As we speak,

こうして話す間も

the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus.

mRNAワクチンは世の中で コロナウィルスから命を守っています

They were our first and best tool to combat this nightmare,

これらは今回の悪夢と闘うための 私たちの最初で最高のツールでした

and they are our best hope of responding swiftly to viral variance

そしてウィルスの変異にすばやく対応できる 最高の希望でもあります

because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same,

というのも 脂質ナノ粒子の 容れ物はそのままに

and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.

あとは中身のmRNAを 取り換えるだけで良いからです

But here's the best part:

でも何より最高なのは

for mRNA therapeutics,

mRNA療法にとっては

these vaccines are only the beginning.

このワクチンが 始まりに過ぎないことです

mRNA can be used to treat or cure many diseases.

mRNAは多くの病気の 治療や完治に使えるのです

So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases,

ですから将来多くの難病に 治療法がもたらされるはずです

including cystic fibrosis,

例えば 嚢胞性線維症

muscular dystrophy

筋ジストロフィー

and sickle cell anemia.

鎌状赤血球貧血など

These diseases are caused by mutated proteins,

これらの病気は 変異したタンパク質が原因なので

and we can use mRNA to ask our cells

mRNAを使って体の細胞に

to make the correct version of these proteins.

そのタンパク質を正常な形で 作らせればいいのです

We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it.

乳がんや 血液がん 肺がんなど あらゆるがんの治療法もできるでしょう

Here, we'll use mRNA to teach our immune cells

その場合は mRNAを使って免疫細胞に

how to find and kill cancer cells.

がん細胞の見つけ方や殺し方を教えます

And then, if we're lucky, we'll have vaccines

さらには 運が良ければ 最も致死率が高く

against some of the most deadly and feared pathogens across the globe,

世界中で恐れられている病原体の ワクチンも出来るでしょう

including malaria, Ebola and HIV.

マラリアエボラHIVなどがそれです

Some of these products are already in clinical trials,

そうした製品の一部は 既に臨床試験に入っています

and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way

COVID-19ワクチンの成功によって 将来の世代に

for future generations of these therapies.

これらの治療法への 道筋が開けるでしょう

This is how the pandemic will save the lives of millions.

こうして このパンデミックで 何百万人もの命が救われるのです

It catalyzed the most rapid vaccine development in history

パンデミックにより 史上最速のワクチン開発が促され

and brought to life a niche, previously unapproved form of technology.

これまで承認されなかった形の 特定分野の技術が日の目を見たのです

And in our desperation, we gave that technology a chance.

私たちは一か八かで その技術にチャンスを与えました

Now we're collecting long-term safety and efficacy data

今は長期の安全性と有効性のデータを 収集しているところです

from hundreds of millions of people.

何億という人々のデータです

And with these data, interest in the technology,

それらのデータによって この技術への関心や

funding for the technology

この技術への資金提供や

and trust in the technology

そしてこの技術への信頼性が

will continue to grow.

増し続けるでしょう

Looking ahead,

これからも

the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues

mRNAを小包にして 正しい臓器や組織へと届けることが

will continue to be one of the most significant challenges

この技術の実践にあたって 最も重要な挑戦であり続けるでしょう

to implementing this technology.

この技術の実践にあたって 最も重要な挑戦であり続けるでしょう

And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time.

同僚たちも私自身も 当分の間 忙しくなります

Ultimately, I'm here with a message of hope.

とどのつまり私はここに 希望のメッセージを届けに来ました

We are on the cusp of a revolution.

私たちは変革の先端にいます

mRNA is about to change the world forever,

mRNAは世界を永遠に 変えようとしています

and it's all thanks to these fatty little balls

それも全て これらの小さな脂肪の球が

この奇跡の薬を必要な場所に 正しく届けてくれるお陰なのです

that take this miracle medicine to exactly where it's needed.

Thank you.

ありがとうございました

(Applause)

（拍手）