A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Translator: Davor Stevcheski Reviewer: ALEKSANDAR MITEVSKI

Cancer affects all of us --

Ракот влијае на сите нас,

especially the ones that come back over and over again,

посебно оние кои се враќаат назад одново и одново,

the highly invasive and drug-resistant ones,

високо инванзивните и оние отпорни на лекови,

the ones that defy medical treatment,

оние кои му пркосат на медицинскиот третман

even when we throw our best drugs at them.

дури и кога ги напаѓаме со најдобрите лекови.

Engineering at the molecular level,

Инжинерството на молекуларно ниво,

working at the smallest of scales,

работата во најмалите размери

can provide exciting new ways

може да овозможи возбудливи нови начини

to fight the most aggressive forms of cancer.

за борба против најагресивните форми на рак.

Cancer is a very clever disease.

Ракот е многу паметна болест.

There are some forms of cancer,

Има некои форми на рак,

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

кои, за среќа имаме релативно добро научено како да ги третираме

with known and established drugs and surgery.

со докажани лекови и хирушки зафати.

But there are some forms of cancer

Но, има некои видови на рак

that don't respond to these approaches,

кои не реагираат на овие пристапи,

and the tumor survives or comes back,

и туморот преживува или се враќа назад,

even after an onslaught of drugs.

дури и по жесток напад со лекови.

We can think of these very aggressive forms of cancer

Овие многу агресивни форми на рак се како

as kind of supervillains in a comic book.

главните негативци од стриповите.

They're clever, they're adaptable,

Тие се паметни, прилагодливи

and they're very good at staying alive.

и многу добро знаат како да опстанат.

And, like most supervillains these days,

Како и повеќето денешни негативци,

their superpowers come from a genetic mutation.

нивните супермоќи се резултат на генетска мутација.

The genes that are modified inside these tumor cells

Внатре во овие туморозни клетки, гените мутирале на таков начин

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

што овозможува незамисливи начини на преживување,

allowing the cancer cell to live through

и со тоа му помага на ракот да ги преживее

even our best chemotherapy treatments.

дури и нашите најдобри хемотерапевтски третмани.

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

Еден пример е генот кој ѝ овозможува на клетката

even as the drug approaches the cell,

да го оттурне лекот кој се приближува

to push the drug out,

кон неа,

before the drug can have any effect.

пред лекот да може да има ефект.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

Замислете--клетката ефикасно го исфрла лекот.

This is just one example of the many genetic tricks

Ова е само еден пример од многуте генетски трикови,

in the bag of our supervillain, cancer.

кои во ракавот ги има нашиот негативец, ракот.

All due to mutant genes.

Сè поради мутирани гени.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

Значи, имаме негативец со неверојатни супермоќи.

And we need a new and powerful mode of attack.

Затоа ни треба нов, силен начин на напад.

Actually, we can turn off a gene.

Всушност, можеме да исклучиме ген.

The key is a set of molecules known as siRNA.

Клучот е во групата молекули позната како siRNA.

siRNA are short sequences of genetic code

siRNA се кратки секвенци од генетски код

that guide a cell to block a certain gene.

кои ѝ кажуваат на клетката кој ген да го блокира.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Секојa siRNA молекулa може да исклучи одреден ген

inside the cell.

внатре во клетката.

For many years since its discovery,

Во годините после нивното откривање,

scientists have been very excited

научниците беа многу возбудени

about how we can apply these gene blockers in medicine.

за примената на овие блокатори, во медицината.

But, there is a problem.

Но, има проблем.

siRNA works well inside the cell.

siRNA работи добро внатре во клетката.

But if it gets exposed to the enzymes

Меѓутоа ако биде изложена на ензимите

that reside in our bloodstream or our tissues,

кои се во нашите ткива и крвоток,

it degrades within seconds.

се распаѓа за неколку секунди.

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

Треба да се спакува и да се заштити додека патува низ телото,

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

одејќи кон нејзината крајна цел, во канцерогената клетка.

So, here's our strategy.

Еве ја нашата стратегија.

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

Прво ќе ја дозираме канцерогената клетка со siRNA, блокаторот на гени,

and silence those survival genes,

така ќе ги стишиме гените за преживување,

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

и на крај ќе ја збришеме со хемотерапијата.

But how do we carry that out?

Но, како да го изведеме ова?

Using molecular engineering,

Преку молекуларен инженеринг,

we can actually design a superweapon

всушност можеме да направиме супероружје

that can travel through the bloodstream.

кое може да минува низ нашиот крвоток.

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

Треба да биде доволно мало за да мине низ крвотокот,

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

доволно мало за да пенетрира низ ткивото на туморот,

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

и доволно мало за да биде внесено во канцерогената клетка.

To do this job well,

За да ја изврши оваа работа правилно

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

треба да биде колку една стотина од човечко влакно.

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

Да видиме одблизу како можеме да изградиме ваква наночестичка.

First, let's start with the nanoparticle core.

Прво, да почнеме со нејзиното јадро.

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

Тоа е мала капсула која содржи хемотерапевтски лек.

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

Ова е отровот кој ќе го сопре животот на туморозната клетка.

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

Јадрото ќе го обвиткаме со многу тенок

nanometers-thin blanket of siRNA.

нанометарски тенок слој од siRNA.

This is our gene blocker.

Ова е нашиот блокатор на гени.

Because siRNA is strongly negatively charged,

Бидејќи siRNA e силно негативно наелектризирана,

we can protect it

неа можеме да ја заштитиме

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

со фин, заштитен слој од позитивно наелектризиран полимер.

The two oppositely charged molecules stick together

Двете спротивно наелектризирани молекули се привлекуваат

through charge attraction,

и така се држат заедно,

and that provides us with a protective layer

а тоа ни дава заштитен слој

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

кој не ѝ дозволува на siRNA да се распадне во крвотокот.

We're almost done.

Скоро завршивме.

(Laughter)

(Смеа)

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

Има уште една голема пречкa на коja треба да мислиме.

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

Всушност, можеби и најголемата пречка од сите.

How do we deploy this superweapon?

Како да го поставиме ова супероружје?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Секое добро оружје треба да биде насочено,

we have to target this superweapon to the supervillain cells

а ова треба да го насочиме кон суперзлосторничките клетки

that reside in the tumor.

кои се во туморот.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Но нашите тела имаат природен имуно-одбрамбен систем.

cells that reside in the bloodstream

Клетки што се наоѓаат во крвотокот.

and pick out things that don't belong,

Тие го препознаваат она што не припаѓа таму,

so that it can destroy or eliminate them.

а потоа го уништуваат или го елиминираат.

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

Погодете што? Нашата наночестичка ја препознаваат како туѓо тело.

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

Затоа мораме да ја протнеме без да ја забележи одбрамбениот систем на туморот.

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

Треба да ја протнеме така

by disguising it.

што ќе ја замаскираме.

So we add one more negatively charged layer

Треба да додадеме уште еден негативно наелектризиран слој

around this nanoparticle,

околу наночестичката

which serves two purposes.

кој ќе има две улоги.

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

Прво, надворешниот слој е еден од природно наелектризираните,

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

високо хидрирани полисахариди, кои се наоѓаат во нашите тела.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Формира облак од водни молекули околу наночестичката,

that gives us an invisibility cloaking effect.

кој ни дава ефект на невидлива наметка.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

Оваа невидлива наметка ѝ овозможува на наночестичката

to travel through the bloodstream

да патува низ крвотокот

long and far enough to reach the tumor,

доволно долгo и далеку за да стигне до туморот,

without getting eliminated by the body.

без да биде исфрлена од телото.

Second, this layer contains molecules

Второ, овој слој содржи молекули

which bind specifically to our tumor cell.

кои на специфичен начин се врзуваат за туморозните клетки.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Откако ќе се врзат, клетката на ракот ја зема наночестичката,

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

и таа е сега во внатрешноста на канцерогената клетка

and ready to deploy.

и се спрема за напад.

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

Во ред! И јас се чувствувам исто. Одиме!

(Applause)

(Аплауз)

The siRNA is deployed first.

siRNA е првата компонента која напаѓа.

It acts for hours,

Делува со часови,

giving enough time to silence and block those survival genes.

доволно време за да ги пригуши и блокира гените одговорни за преживување.

We have now disabled those genetic superpowers.

На овој начин ги онеспособуваме генетските супермоќи

What remains is a cancer cell with no special defenses.

Останува само канцерогената клетка без некоја особена одбрана.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Потоа, хемотерапевтскиот лек излегува од јадрото

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

и ја уништува туморозната клетка чисто и ефикасно.

With sufficient gene blockers,

Со доволно генски блокатори,

we can address many different kinds of mutations,

ќе можеме да се справиме со многу различни видови на мутации,

allowing the chance to sweep out tumors,

овозможувајќи да се збришат туморите,

without leaving behind any bad guys.

без да се остават некои злосторници.

So, how does our strategy work?

Како функционира нашата стратегија?

We've tested these nanostructure particles in animals

Ги тестиравме ваквите наностурктурни честици врз животни,

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

користејќи високо агресивна форма на тројно-негативен рак на дојка.

Овој тројно-негативен рак на дојка го содржи токму оној ген

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

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

кој предизвикува исфрлањето на лекот против ракот.

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

Обично, доксорубицинот -- ќе го викаме "докс" -- е лекот

that is the first line of treatment for breast cancer.

кој се дава прв при третирање на ракот на дојка.

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

Првично, нашите животни ги третиравме со јадро на докс, единствено докс.

The tumor slowed their rate of growth,

Туморот го успори темпото на раст,

but they still grew rapidly,

но сè уште растеше брзо,

doubling in size over a period of two weeks.

дуплирајќи ја големината во период од две недели.

Then, we tried our combination superweapon.

Потоа се обидовме со нашето комбинирано супероружје.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

Честичка од нанослој и siRNA наспроти хемотерапевтската пумпа,

plus, we have the dox in the core.

плус имаме докс во јадрото

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

Гледајте -- откривме дека не само што туморите престанаа да растат

they actually decreased in size

туку и се намалија во големина

and were eliminated in some cases.

а во некои случаи дури и беа елиминирани.

The tumors were actually regressing.

Туморите всушност се повлекуваа.

(Applause)

(Аплауз)

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

Овој пристап е одличен бидејќи може да се персонализира.

We can add many different layers of siRNA

Можеме да додадеме многу различни слоеви на siRNA

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

за да се справиме мутациите и одбрамбените механизми на туморот.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

Можеме да ставиме различни лекови во јадрото на наночестичката.

As doctors learn how to test patients

Како што докторите учат како да ги тестираат пациентите

and understand certain tumor genetic types,

и да разберат одредени генетски видови на тумори,

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

тие можат да ни помогнат да одредиме кои пациенти би имале корист од овој

and which gene blockers we can use.

пристап и кои генски блокатори можеме да ги користиме.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

Ракот на јајниците е посебен.

It is a very aggressive cancer,

Многу агресивен вид на рак,

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

делумно затоа што се открива во многу доцна фаза,

when it's highly advanced

кога е доста напреднат

and there are a number of genetic mutations.

и откако ќе развие многу генетски мутации.

After the first round of chemotherapy,

По првата фаза од хемотерапијата,

this cancer comes back for 75 percent of patients.

овој рак се враќа кај 75% од пациентите.

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

И обично се враќа во форма која е отпорна на лекови.

High-grade ovarian cancer

Не-диференцираниот рак на јајници

is one of the biggest supervillains out there.

е еден од најголемите негативци што постојат.

And we're now directing our superweapon

И сега ние го насочуваме нашето супероружје

toward its defeat.

за да го поразиме.

As a researcher,

Како истражувач,

I usually don't get to work with patients.

обично не работам со моите пациенти.

But I recently met a mother

Но неодамна сретнав една мајка,

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

која го победила ракот на јајници, Мими и ќерка ѝ Пејџ.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Бев длабоко инспирирана од оптимизмот и силата

that both mother and daughter displayed

која и двете, мајката и ќерката ја демонстрираа

and by their story of courage and support.

и од нивната приказна за храброст и поддршка.

At this event, we spoke about the different technologies

На овој настан, зборувавме за разни технологии

directed at cancer.

против ракот.

And Mimi was in tears

Мими беше облеана во солзи

as she explained how learning about these efforts

додека кажуваше како напорите кои ги правиме

gives her hope for future generations,

ѝ даваат надеж за идните генерации,

including her own daughter.

вклучувајќи ја и нејзината ќерка.

This really touched me.

Ова навистина ме трогна.

It's not just about building really elegant science.

Не се работи само градење на елегантна наука.

It's about changing people's lives.

Се работи за менување на човечки животи.

It's about understanding the power of engineering

Се работи за разбирањето на моќта на инженерингот

on the scale of molecules.

на молекуларно ниво.

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

Студентите како Пејџ напредувајќи во своите кариери,

they'll open new possibilities

ќе отворат нови можности

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

за решавање на некои од големите светски здравствени проблеми --

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

вклучувајќи ги и ракот на јајниците, невролошките пореметувања, заразните

болести -- исто како што хемискиот инжинеринг мене ми ја отвори вратата

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

and has provided a way of engineering

и овозможи да се врши инженеринг

on the tiniest scale, that of molecules,

на најситното ниво, молекуларното,

to heal on the human scale.

за да лечиме на човечко ниво.

Thank you.

Ви Благодарам.

(Applause)

(Аплауз)