How nanoparticles could change the way we treat cancer | Joy Wolfram

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

It was a Sunday afternoon back in April of this year.

Het was een zondagmiddag in april van dit jaar.

My phone was ringing,

Mijn telefoon rinkelde,

I picked it up.

ik nam hem op.

The voice said, "It's Rebecca.

De stem zei: "Het is Rebecca.

I'm just calling to invite you

Ik bel je om je uit te nodigen

to my funeral."

voor mijn begrafenis."

I said, "Rebecca, what are you talking about?"

Ik zei: "Rebecca, waar heb je het over?"

She said, "Joy, as my friend, you have to let me go.

Ze zei: "Joy, als mijn vriend, moet je me laten gaan.

It's my time."

Het is mijn tijd."

The next day, she was dead.

De volgende dag was ze dood.

Rebecca was 31 years old when she died.

Rebecca was 31 jaar toen ze stierf.

She had an eight-year struggle with breast cancer.

Ze had een acht jaar durende strijd met borstkanker achter de rug.

It came back three times.

Het kwam drie keer terug.

I failed her.

Ik heb haar niet kunnen helpen.

The scientific community failed her.

De wetenschappelijke gemeenschap heeft haar niet kunnen helpen.

And the medical community failed her.

Ook de medische gemeenschap niet.

And she's not the only one.

Ze is niet de enige.

Every five seconds,

Elke vijf seconden

someone dies of cancer.

sterft iemand aan kanker.

Today, we medical researchers are committed

Vandaag spannen wij medische onderzoekers ons in

to having Rebecca and people like her

om ervoor te zorgen dat Rebecca en mensen zoals zij

be one of the last patients that we fail.

de laatste patiënten zijn waar we falen.

The US government alone has spent over 100 billion on cancer research

De Amerikaanse regering alleen

gaf meer dan 100 miljard uit aan kankeronderzoek

since the 1970s,

sinds de jaren 1970,

with limited progress in regards to patient survival,

met beperkte vooruitgang

wat betreft het overleven van de patiënt,

especially for certain types of very aggressive cancers.

vooral dan voor bepaalde soorten zeer agressieve kankers.

So we need a change because, clearly,

Dus hebben we duidelijk behoefte aan verandering,

omdat wat we tot nu toe deden niet genoeg werkte.

what we've been doing so far has not been working.

And what we do in medicine is to send out firefighters,

In de geneeskunde sturen we brandweerlieden uit,

because cancer is like a big fire.

want kanker is als een grote brand.

And these firefighters are the cancer drugs.

Deze brandweerlieden zijn de geneesmiddelen tegen kanker.

But we're sending them out without a fire truck --

Maar we zenden ze uit zonder brandweerwagen --

so without transportation, without ladders

dus zonder vervoer, zonder ladder

and without emergency equipment.

en zonder nooduitrusting.

And over 99 percent of these firefighters never make it to the fire.

Meer dan 99% van deze brandweerlieden geraken nooit bij het vuur.

Over 99 percent of cancer drugs never make it to the tumor

Meer dan 99% van kankermedicijnen geraken nooit tot bij de tumor,

because they lack transportation and tools

omdat ze geen vervoer en hulpmiddelen hebben

to take them to the location they're aiming for.

om hen naar de locatie te brengen waarvoor ze bedoeld zijn.

Turns out, it really is all about location, location, location.

Blijkt dat het altijd gaat over locatie, locatie, locatie.

(Laughter)

(Gelach)

So we need a fire truck to get to the right location.

Dus hebben we een brandweerwagen nodig om de juiste plaats te bereiken.

And I'm here to tell you that nanoparticles are the fire trucks.

Ik kom jullie vertellen dat nanodeeltjes de brandweerwagens zijn.

We can load cancer drugs inside nanoparticles,

We kunnen kankermedicijnen in nanodeeltjes steken,

and nanoparticles can function as the carrier

en nanodeeltjes kunnen fungeren als drager

and necessary equipment

en benodigde apparatuur

to bring the cancer drugs to the heart of the tumor.

om de kankermedicijnen in het hart van de tumor te brengen.

So what are nanoparticles,

Wat zijn nanodeeltjes

and what does it really mean to be nano-sized?

en wat betekent het eigenlijk om nano-groot te zijn?

Well, there are many different types of nanoparticles

Er zijn veel verschillende soorten nanodeeltjes

gemaakt van verschillende materialen,

made out of various materials,

such as metal-based nanoparticles

zoals op metaal gebaseerde nanodeeltjes

or fat-based nanoparticles.

of op vet gebaseerde nanodeeltjes.

But to really illustrate what it means to be nano-sized,

Maar om echt te illustreren

wat het betekent om nano-afmetingen hebben,

I took one of my hair strands

nam ik een van mijn haren

and placed it under the microscope.

en legde ze onder de microscoop.

Now, I have very thin hair,

Nu heb ik zeer dun haar,

so my hair is approximately 40,000 nanometers in diameter.

mijn haar is ongeveer 40.000 nanometer in diameter.

So this means, if we take 400 of our nanoparticles

Dat betekent dat als we 400 nanodeeltjes

and we stack them on top of each other,

op elkaar stapelen,

we get the thickness of a single hair strand.

we de dikte van een haar krijgen.

I lead a nanoparticle laboratory to fight cancer and other diseases

Ik leid een nanodeeltjeslaboratorium om kanker en andere ziekten te bestrijden

at Mayo Clinic here in Jacksonville.

in de Mayo Clinic hier in Jacksonville.

And at Mayo Clinic,

In de Mayo Clinic

we really have the tools to make a difference for patients,

hebben we echt de middelen

om een verschil te maken voor de patiënten

thanks to the generous donations and grants to fund our research.

dankzij de gulle giften

en subsidies die ons onderzoek financieren.

And so, how do these nanoparticles manage to transport cancer drugs

Maar hoe slagen deze nanodeeltjes nu erin

om geneesmiddelen tegen kanker te vervoeren naar de tumor?

to the tumor?

Well, they have an extensive toolbox.

Nou, ze hebben een uitgebreide gereedschapskist.

Cancer drugs without nanoparticles are quickly washed out of the body

Kankergeneesmiddelen zonder nanodeeltjes worden snel uit het lichaam weggespoeld

through the kidneys

door de nieren

because they're so small.

omdat ze zo klein zijn.

So it's like water going through a sieve.

Net als water dat door een zeef loopt.

And so they don't really have time to reach the tumor.

Ze hebben daarom niet echt de tijd om de tumor te bereiken.

Here we see an illustration of this.

Hier zien we er een illustratie van.

We have the firefighters, the cancer drugs.

We hebben de brandweerlieden, de kankermedicijnen.

They're circulating in the blood,

Ze circuleren in het bloed,

but they're quickly washed out of the body

maar ze worden snel uit het lichaam gewassen

and they don't really end up inside the tumor.

en geraken niet echt in de tumor.

But if we put these cancer drugs inside nanoparticles,

Maar als we de geneesmiddelen tegen kanker in nanodeeltjes steken,

worden ze niet uitgespoeld door het lichaam,

they will not get washed out by the body

because the nanoparticles are too big.

omdat de nanodeeltjes te groot zijn.

And they will continue to circulate in the blood,

Ze zullen blijven circuleren in het bloed,

giving them more time to find the tumor.

waardoor ze meer tijd hebben om de tumor te vinden.

And here we see the cancer drug, the firefighters,

Hier zien we het kankermedicijn, de brandweer,

inside the fire truck, the nanoparticles.

in de brandweerwagen, de nanodeeltjes.

They're circulating in the blood,

Ze circuleren in het bloed

they don't get washed out

en worden niet uitgewassen,

and they actually end up reaching the tumor.

zodat ze uiteindelijk de tumor bereiken.

And so what other tools do nanoparticles have?

Welke andere instrumenten hebben de nanodeeltjes nog?

Well, they can protect cancer drugs from getting destroyed inside the body.

Ze kunnen kankermedicijnen beschermen tegen vernietiging in het lichaam.

There are certain very important but sensitive drugs

Er bestaan enkele zeer belangrijke maar gevoelige medicijnen

that are easily degraded by enzymes in the blood.

die gemakkelijk worden afgebroken door enzymen in het bloed.

So unless they have this nanoparticle protection,

Zonder deze nanodeeltjesbescherming

they will not be able to function.

zullen ze niet kunnen functioneren.

Another nanoparticle tool are these surface extensions

Een ander nanodeeltjeshulpmiddel zijn de oppervlakte-uitsteeksels

that are like tiny hands with fingers that grab on to the tumor

die als kleine handen met vingers naar de tumor grijpen

and fit exactly onto it,

en er precies op passen,

so that when the nanoparticles are circulating,

zodat de rondcirkelende nanodeeltjes

they can attach onto the cancer cells,

zich kunnen vastzetten op de kankercellen

buying the cancer drugs more time to do their job.

en de kankermedicijnen meer tijd geven om hun werk te doen.

And these are just some of the many tools that nanoparticles can have.

Dit zijn slechts enkele van de vele instrumenten

die nanodeeltjes kunnen hebben.

And today,

Vandaag hebben we

we have more than 10 clinically approved nanoparticles for cancer

meer dan 10 klinisch goedgekeurde nanodeeltjes voor kanker

that are given to patients all over the world.

die aan patiënten over de hele wereld worden gegeven.

Yet, we have patients, like Rebecca, who die.

Toch zijn er patiënten, zoals Rebecca, die sterven.

So what are the major challenges and limitations

Wat zijn dan de belangrijkste uitdagingen en beperkingen

with currently approved nanoparticles?

met de huidige goedgekeurde nanodeeltjes?

Well, a major challenge is the liver,

Een belangrijke uitdaging is de lever,

because the liver is the body's filtration system,

omdat de lever het filtersysteem van het lichaam is

and the liver recognizes and destroys foreign objects,

en de lever vreemde dingen herkent en vernietigt,

such as viruses, bacteria and also nanoparticles.

zoals virussen, bacteriën en ook nanodeeltjes.

And the immune cells in the liver eat the nanoparticles,

De immuuncellen in de lever eten de nanodeeltjes op

preventing them from reaching the tumor.

en beletten dat ze de tumor bereiken.

And here we see an illustration where the kidney is no longer a problem,

Hier zien we een afbeelding waar de nier niet langer een probleem is,

but these fire trucks, the nanoparticles,

maar deze brandweerwagens, de nanodeeltjes,

get stuck in the liver

vast komen te zitten in de lever,

and, actually, less of them end up reaching the tumor.

waardoor er minder de tumor bereiken.

So a future strategy to improve nanoparticles

Een toekomstige strategie om nanodeeltjes te verbeteren,

is to temporarily disarm the immune cells in the liver.

is het tijdelijk uitschakelen van de immuuncellen in de lever.

So how do we disarm these cells?

Hoe kunnen we deze cellen ontwapenen?

Well, we looked at drugs that were already clinically approved

We keken naar geneesmiddelen die reeds klinisch goedgekeurd waren

for other indications

voor andere indicaties,

to see if any of them could stop the immune cells

om te zien of een daarvan de immuuncellen kon verhinderen

from eating the nanoparticles.

om de nanodeeltjes op te eten.

And unexpectedly, in one of our preclinical studies,

En onverwacht vonden we in een van onze preklinische studies

we found that a 70-year-old malaria drug

dat een 70 jaar oud malariamedicijn

was able to stop the immune cells from internalizing the nanoparticles

de immuuncellen kon stoppen met het opslorpen van de nanodeeltjes,

so that they could escape the liver

zodat ze uit de lever konden ontsnappen

and continue their journey to their goal, the tumor.

en hun reis voortzetten naar hun doel, de tumor.

And here we see the illustration of blocking the liver.

Hier zien we de afbeelding van het blokkeren van de lever.

The nanoparticles don't go there,

De nanodeeltjes gaan daar niet heen

and they instead end up in the tumor.

en komen in plaats daarvan in de tumor.

So, sometimes, unexpected connections are made in science

Soms worden onverwachte verbanden gelegd in de wetenschap

that lead to new solutions.

die leiden tot nieuwe oplossingen.

Another strategy for preventing nanoparticles

Een andere strategie om te voorkomen dat nanodeeltjes

from getting stuck in the liver

vast komen te zitten in de lever,

is to use the body's own nanoparticles.

is lichaamseigen nanodeeltjes gebruiken.

Yes -- surprise, surprise.

Ja -- surprise, surprise.

You, and you and you, and all of us have a lot of nanoparticles

Jij, en jij, en jij, en ieder van ons hebben veel nanodeeltjes

circulating in our bodies.

die circuleren in ons lichaam.

And because they're part of our bodies,

Omdat ze deel uitmaken van ons lichaam,

the liver is less likely to label them as foreign.

zal de lever ze minder waarschijnlijk als vreemd bestempelen.

And these biological nanoparticles can be found in the saliva,

Deze biologische nanodeeltjes kunnen worden gevonden in speeksel,

in the blood, in the urine, in pancreatic juice.

in bloed, in urine, in pancreassap.

And we can collect them from the body

We kunnen ze verzamelen uit het lichaam

and use them as fire trucks for cancer drugs.

en ze als brandweerwagens voor kankermedicijnen gebruiken.

And in this case,

In dit geval

the immune cells in the liver are less likely to eat

hebben de immuuncellen in de lever minder kans

the biological nanoparticles.

om die biologische nanodeeltjes op te eten.

So we're using a Trojan-horse-based concept

Met behulp van een Trojaans-paardstrategie

to fool the liver.

misleiden we de lever.

And here we see the biological nanoparticles

Hier zien we de biologische nanodeeltjes

circulating in the blood.

circuleren in het bloed.

They don't get recognized by the liver,

Ze worden niet herkend door de lever,

and they end up in the tumor.

en komen in de tumor.

And in the future,

In de toekomst

we want to exploit nature's own nanoparticles

willen we die natuurlijke nanodeeltjes exploiteren

for cancer drug delivery,

voor het afleveren van kankermedicijn

to reduce side effects and save lives

om bijwerkingen te verminderen en levens te redden

by preventing the cancer drugs from being in the wrong location.

door te voorkomen dat de kankermedicijnen op de verkeerde locatie terechtkomen.

However, a major problem has been:

Er was echter een groot probleem:

How do we isolate these biological nanoparticles in large quantities

hoe kunnen we deze biologische nanodeeltjes massaal isoleren

without damaging them?

zonder ze te beschadigen?

My lab has developed an efficient method for doing this.

Mijn lab heeft een efficiënte methode ontwikkeld om dat te doen.

We can process large quantities of liquids from the body

We kunnen grote hoeveelheden lichaamsvloeistoffen verwerken

to produce a highly concentrated, high-quality formulation

om een sterk geconcentreerde, hoogwaardige vorm

of biological nanoparticles.

van biologische nanodeeltjes te produceren.

And these nanoparticles are not yet in clinical use,

Deze nanodeeltjes zijn nog niet in klinisch gebruik,

because it takes an average of 12 years

want het duurt gemiddeld 12 jaar

to get something from the lab

voordat iets van het lab

to your medicine cabinet.

in je medicijnkastje belandt.

And this is the type of challenge that requires teamwork

Dit is het soort uitdaging dat teamwerk vereist

from scientists and physicians,

van wetenschappers en artsen

who dedicate their lives to this battle.

die hun leven wijden aan deze strijd.

And we keep going, thanks to inspiration from patients.

We blijven doorgaan dankzij de inspiratie van patiënten.

And I believe that if we keep working on these nanomedicines,

Ik geloof dat als we op deze nanogeneesmiddelen blijven werken,

we will be able to reduce harm to healthy organs,

we de schade aan gezonde organen kunnen beperken,

improve quality of life

de kwaliteit van het leven kunnen verbeteren

and save future patients.

en toekomstige patiënten kunnen redden.

I like to imagine

Ik stel me voor

that if these treatments had been available for Rebecca,

dat als deze behandelingen voor Rebecca beschikbaar waren,

that call from her

dat telefoontje van haar

could have been an invitation

een uitnodiging had kunnen zijn

not to her funeral,

niet voor haar begrafenis,

but her wedding.

maar voor haar huwelijk.

Thank you.

Dank je.

(Applause)

(Applaus)