A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Vertaald door: Peter van de Ven Nagekeken door: Rik Delaet

Cancer affects all of us --

Kanker raakt ons allemaal --

especially the ones that come back over and over again,

vooral de soorten die altijd terug blijven komen,

the highly invasive and drug-resistant ones,

de zeer invasieve en resistente soorten

the ones that defy medical treatment,

die elke medische behandeling tarten,

even when we throw our best drugs at them.

zelfs als we er onze beste geneesmiddelen op loslaten.

Engineering at the molecular level,

Manipulatie op moleculair niveau,

working at the smallest of scales,

op de kleinste schalen,

can provide exciting new ways

kan opwindende nieuwe manieren bieden

to fight the most aggressive forms of cancer.

om de meest agressieve vormen van kanker te bestrijden.

Cancer is a very clever disease.

Kanker is een heel slimme ziekte.

There are some forms of cancer,

Sommige vormen van kanker kunnen we gelukkig vrij goed de baas

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

with known and established drugs and surgery.

met bekende en goed geteste medicijnen en chirurgie.

But there are some forms of cancer

Maar sommige vormen van kanker

that don't respond to these approaches,

reageren niet op deze benaderingen;

and the tumor survives or comes back,

de tumor overleeft of komt terug,

even after an onslaught of drugs.

zelfs na een bombardement van geneesmiddelen.

We can think of these very aggressive forms of cancer

Je kunt deze zeer agressieve vormen van kanker zien

as kind of supervillains in a comic book.

als superschurken in een stripboek.

They're clever, they're adaptable,

Ze zijn slim, flexibel

and they're very good at staying alive.

en weten heel goed in leven te blijven.

And, like most supervillains these days,

En, zoals de meeste superschurken dezer dagen,

their superpowers come from a genetic mutation.

komen hun superkrachten van een genetische mutatie.

The genes that are modified inside these tumor cells

De gewijzigde genen in deze tumorcellen

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

kunnen nieuwe en onvermoede vormen van overleving inschakelen en coderen,

allowing the cancer cell to live through

waardoor de kankercel zelfs onze beste chemotherapiebehandelingen overleeft.

even our best chemotherapy treatments.

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

In een bepaald geval stelt een gen de cel in staat een geneesmiddel,

even as the drug approaches the cell,

wanneer het de cel nadert,

to push the drug out,

weg te duwen,

before the drug can have any effect.

voordat het enig effect heeft.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

Stel je voor -- de cel spuugt in feite het geneesmiddel uit.

This is just one example of the many genetic tricks

Dit is slechts één voorbeeld van de vele genetische trucs

in the bag of our supervillain, cancer.

in de gereedschapskist van onze superschurk, kanker.

All due to mutant genes.

Allemaal door gemuteerde genen.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

We hebben dus een superschurk met ongelooflijke superkrachten.

And we need a new and powerful mode of attack.

Dus hebben we een nieuwe en krachtige aanpak nodig.

Actually, we can turn off a gene.

Wel, we kunnen een gen uitschakelen.

The key is a set of molecules known as siRNA.

De sleutel is een set moleculen die bekend staat als siRNA.

siRNA are short sequences of genetic code

siRNA zijn korte sequenties van genetische code

that guide a cell to block a certain gene.

die een cel leren hoe ze een bepaald gen kunnen blokkeren.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Elk siRNA-molecuul kan een specifiek gen in de cel uitschakelen.

inside the cell.

For many years since its discovery,

Al vele jaren sinds zijn ontdekking

scientists have been very excited

zijn wetenschappers zeer enthousiast

about how we can apply these gene blockers in medicine.

over de mogelijke toepassing van deze genblokkers in de geneeskunde.

But, there is a problem.

Maar er is een probleem.

siRNA works well inside the cell.

siRNA werkt goed in de cel.

But if it gets exposed to the enzymes

Maar als het wordt blootgesteld

aan de enzymen in ons bloed en onze weefsels,

that reside in our bloodstream or our tissues,

it degrades within seconds.

degradeert het in enkele seconden.

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

Het moet worden verpakt en beschermd voor zijn reis door het lichaam

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

op weg naar het uiteindelijke doel in de kankercel.

So, here's our strategy.

Hier is onze strategie.

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

Eerst dienen we de kankercel de genblokker siRNA toe,

we schakelen die overlevingsgenen uit,

and silence those survival genes,

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

en dan vallen we aan met een chemobehandeling.

But how do we carry that out?

Maar hoe doen we dat?

Using molecular engineering,

Met behulp van moleculaire technieken

we can actually design a superweapon

kunnen we een superwapen ontwerpen

that can travel through the bloodstream.

dat via de bloedbaan kan reizen.

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

Het moet klein genoeg zijn om door de bloedbaan te kunnen,

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

klein genoeg om het tumorweefsel binnen te dringen

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

en ook nog eens klein genoeg om door de kankercel te worden opgenomen.

To do this job well,

Daarvoor moet het ongeveer een honderdste van de dikte van een mensenhaar zijn.

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

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

Hoe kunnen we nu deze nanodeeltjes bouwen?

First, let's start with the nanoparticle core.

We beginnen eerst met de kern ervan.

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

Dat is een kleine capsule met het chemogeneesmiddel.

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

Dat is het gif dat de tumorcel gaat doden.

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

Rond deze kern wikkelen we een zeer dunne,

nanometers-thin blanket of siRNA.

nanometer-dunne deken van siRNA.

This is our gene blocker.

Dat is onze genblokker.

Because siRNA is strongly negatively charged,

Omdat siRNA sterk negatief geladen is,

we can protect it

kunnen we het beschermen

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

met een mooie, beschermende laag van positief geladen polymeer.

The two oppositely charged molecules stick together

De twee tegengesteld geladen moleculen plakken aan elkaar

through charge attraction,

door ladingsaantrekking.

and that provides us with a protective layer

Dat geeft ons een beschermlaag

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

die voorkomt dat het siRNA degradeert in de bloedbaan.

We're almost done.

We zijn bijna rond.

(Laughter)

(Gelach)

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

Maar we moeten nog nadenken over een groot obstakel.

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

In feite het grootste obstakel van allemaal.

How do we deploy this superweapon?

Hoe kunnen we dit superwapen inzetten?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Ik bedoel dat elk goed wapen moet worden gericht,

we have to target this superweapon to the supervillain cells

we moeten dit superwapen richten op de kwaadaardige doelcellen in de tumor.

that reside in the tumor.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Maar onze lichamen hebben een natuurlijk afweersysteem:

cells that reside in the bloodstream

cellen in de bloedbaan

and pick out things that don't belong,

die dingen opsporen die er niet thuishoren,

so that it can destroy or eliminate them.

zodat ze die kunnen vernietigen of elimineren.

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

En raad eens? Onze nanodeeltjes worden beschouwd als vreemd.

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

We moeten onze nanodeeltjes voorbij het tumorafweersysteem zien te krijgen.

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

We moeten ze voorbij dat mechanisme krijgen

dat indringers uitschakelt,

door ze te vermommen.

by disguising it.

So we add one more negatively charged layer

Dus, voegen we nog een negatief geladen laag toe aan deze nanodeeltjes.

around this nanoparticle,

which serves two purposes.

Om twee redenen.

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

Ten eerste bestaat deze buitenlaag uit een van de natuurlijk opgeladen,

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

zeer gehydrateerde polysacchariden die zich in ons lichaam bevinden.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Het creëert een wolk van watermoleculen rondom het nanodeeltje

that gives us an invisibility cloaking effect.

dat het onzichtbaar maakt.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

Deze onzichtbaarheidsmantel staat de nanodeeltjes toe

to travel through the bloodstream

om via de bloedbaan

long and far enough to reach the tumor,

lang en ver genoeg te reizen om de tumor te bereiken,

without getting eliminated by the body.

zonder dat het lichaam ze elimineert.

Second, this layer contains molecules

Ten tweede bevat deze laag moleculen

which bind specifically to our tumor cell.

die zich specifiek aan onze tumorcel binden.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Eenmaal gebonden, neemt de kankercel het nanodeeltje op

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

en dan hebben we nanodeeltjes in de kankercel,

and ready to deploy.

klaar voor hun taak.

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

Ziezo! Ik voel hetzelfde. Laten we gaan!

(Applause)

(Applaus)

The siRNA is deployed first.

Het siRNA wordt eerst ingezet.

It acts for hours,

Het werkt urenlang,

giving enough time to silence and block those survival genes.

genoeg tijd om die overlevingsgenen te stoppen en te blokkeren.

We have now disabled those genetic superpowers.

We hebben nu die genetische superkrachten uitgeschakeld.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

Wat overblijft is een kankercel zonder speciale verdediging.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Vervolgens komt het chemotherapiegeneesmiddel uit de kern

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

en vernietigt de tumorcel schoon en efficiënt.

With sufficient gene blockers,

Met voldoende genblokkers

we can address many different kinds of mutations,

kunnen we veel verschillende soorten mutaties aanpakken,

allowing the chance to sweep out tumors,

wat de kans vergroot om tumoren te vernietigen

without leaving behind any bad guys.

zonder nog boosdoeners achter te laten.

So, how does our strategy work?

Hoe werkt nu onze strategie?

We've tested these nanostructure particles in animals

We hebben deze nanodeeltjes uitgetest bij dieren

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

met behulp van een zeer agressieve vorm van triple-negatieve borstkanker.

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

Deze triple-negatieve borstkanker heeft het gen

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

dat kankermedicijn uitspuugt, zodra het geleverd wordt.

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

Meestal is doxorubicine -- laten we het ‘dox’ noemen --

that is the first line of treatment for breast cancer.

het eerstelijnsmedicijn voor borstkanker.

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

We hebben onze dieren eerst behandeld met een dox-kern, dus alleen dox.

The tumor slowed their rate of growth,

De tumor ging trager groeien,

but they still grew rapidly,

maar hij groeide nog steeds snel,

doubling in size over a period of two weeks.

in twee weken verdubbelde de omvang.

Then, we tried our combination superweapon.

Vervolgens probeerden we ons combinatiesuperwapen.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

Een nanolaagdeeltje met siRNA tegen de chemopomp,

plus, we have the dox in the core.

met daarbij dox in de kern.

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

En kijk -- we zagen dat niet alleen de tumoren stopten met groeien,

they actually decreased in size

ze werden kleiner en in sommige gevallen zelfs geëlimineerd.

and were eliminated in some cases.

The tumors were actually regressing.

De tumoren gingen daadwerkelijk achteruit.

(Applause)

(Applaus)

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

Het interessante aan deze aanpak is dat hij kan worden gepersonaliseerd.

We can add many different layers of siRNA

We kunnen veel verschillende lagen van siRNA toevoegen

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

om verschillende mutaties en tumorafweermechanismen aan te pakken.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

Wij kunnen ook verschillende geneesmiddelen

in de kern van het nanodeeltje steken.

As doctors learn how to test patients

Als artsen leren hoe patiënten te testen

and understand certain tumor genetic types,

en bepaalde genetische types van tumoren te begrijpen,

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

kunnen ze ons helpen bepalen welke patiënten

van deze strategie kunnen profiteren

and which gene blockers we can use.

en welke genblokkers we kunnen gebruiken.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

Eierstokkanker raakt een speciale snaar bij mij.

It is a very aggressive cancer,

Het is een zeer agressieve kanker,

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

deels omdat hij pas laat ontdekt wordt,

when it's highly advanced

wanneer hij al zeer geavanceerd is

and there are a number of genetic mutations.

en er een aantal genetische mutaties zijn.

After the first round of chemotherapy,

Na de eerste kuur chemotherapie

this cancer comes back for 75 percent of patients.

komt deze kanker terug bij 75 procent van de patiënten.

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

En meestal in een geneesmiddel-resistente vorm.

High-grade ovarian cancer

Intense eierstokkanker

is one of the biggest supervillains out there.

is een van de grootste superschurken die er zijn.

And we're now directing our superweapon

En nu richten we ons superwapen

toward its defeat.

op zijn nederlaag.

As a researcher,

Als onderzoeker

I usually don't get to work with patients.

werk ik meestal niet met patiënten.

But I recently met a mother

Maar onlangs ontmoette ik een moeder,

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

die eierstokkanker overleefde, Mimi, en haar dochter, Paige.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Ik werd diep geïnspireerd door het optimisme en de kracht

that both mother and daughter displayed

van zowel moeder als dochter.

and by their story of courage and support.

En door hun verhaal van moed en ondersteuning.

At this event, we spoke about the different technologies

We spraken over de verschillende technologieën

directed at cancer.

gericht op kanker.

And Mimi was in tears

En Mimi was in tranen

as she explained how learning about these efforts

toen ze uitlegde hoe het leren over deze inspanningen

gives her hope for future generations,

haar hoop geeft voor de toekomstige generaties,

including her own daughter.

met inbegrip van haar eigen dochter.

This really touched me.

Dit raakte me echt.

It's not just about building really elegant science.

Het gaat niet alleen over het doen aan echt elegante wetenschap.

It's about changing people's lives.

Het gaat ook over het veranderen van het leven van mensen.

It's about understanding the power of engineering

Het gaat over het begrijpen van de kracht van de techniek

on the scale of molecules.

op de schaal van moleculen.

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

Ik weet dat als studenten zoals Paige in hun carrière vorderen,

they'll open new possibilities

ze nieuwe wegen zullen vinden

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

voor de aanpak van een aantal grote mondiale gezondheidsproblemen --

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

zoals eierstokkanker, neurologische aandoeningen, infectieziekten --

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

net zoals chemische techniek deuren voor mij heeft geopend

and has provided a way of engineering

en een manier van werken heeft verschaft

on the tiniest scale, that of molecules,

op de kleinste schaal, die van de moleculen,

to heal on the human scale.

om te genezen op de menselijke schaal.

Thank you.

Dank je.

(Applause)

(Applaus)