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

Vertaald door: Robert de Ridder Nagekeken door: Axel Saffran

You may not realize this,

Je beseft het misschien niet,

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

maar er zijn meer bacteriën in je lichaam dan er sterren zijn in het heelal.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Deze fascinerende wereld van bacteriën in ons lichaam

is an integral part of our health,

vormt een integraal deel van onze gezondheid,

and our technology is evolving so rapidly

en onze technologie ontwikkelt zich zo snel

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

dat we deze bacteriën nu, net als computers, kunnen programmeren.

Now, the diagram that you see here,

Het schema dat je hier ziet,

I know it looks like some kind of sports play,

lijkt op een wedstrijdstrategie

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

maar is eigenlijk een overzicht van mijn eerste bacterieprogramma.

And like writing software, we can print and write DNA

En net zoals bij software, kunnen we DNA printen en schrijven

into different algorithms and programs inside of bacteria.

in verschillende logaritmes en programma's in de bacteriën.

What this program does is produces fluorescent proteins

Dit programma produceert fluorescerende eiwitten

in a rhythmic fashion

in een regelmatig tempo

and generates a small molecule

en genereert kleine moleculen

that allows bacteria to communicate and synchronize,

waardoor de bacteriën communiceren en synchroniseren,

as you're seeing in this movie.

zoals je kunt zien in deze video.

The growing colony of bacteria that you see here

Deze groeiende kolonie van bacteriën

is about the width of a human hair.

heeft ongeveer de breedte van een menselijk haar.

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

Wat je niet ziet, is dat ons genetisch programma

instructs these bacteria to each produce small molecules,

elke bacterie voorschrijft om kleine moleculen aan te maken,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

en deze moleculen verspreiden zich tussen duizenden andere bacteriën

telling them when to turn on and off.

om die al dan niet te activeren.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

De bacteriën synchroniseren redelijk goed op deze schaal,

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

maar omdat de molecule die ze synchroniseert in snelheid beperkt is,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

ontstaan in grotere bacteriekolonies bewegende golven

between bacteria that are far away from each other,

tussen bacteriën die ver uit elkaar liggen.

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

Je ziet deze golven op het scherm van rechts naar links bewegen.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Ons genetisch programma is gebaseerd op het natuurlijke fenomeen

called quorum sensing,

'quorum sensing',

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

waarbij bacteriën gelijktijdig en soms heftig reageren

once they reach a critical density.

wanneer ze een kritische dichtheid bereiken.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Je kan 'quorum sensing' in actie zien in deze video,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

waarbij een groeiende kolonie bacteriën pas begint te gloeien

once it reaches a high or critical density.

als een hoge of kritische dichtheid wordt bereikt.

Our genetic program

Ons genetisch programma

blijft deze regelmatige patronen van fluorescente eiwitten produceren

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

as the colony grows outwards.

terwijl de kolonie groeit.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Dit is een video van een experiment dat we de Supernova noemen,

because it looks like an exploding star.

omdat het op een exploderende ster lijkt.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Naast het programmeren van deze mooie patronen

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

vroeg ik mij af: wat kunnen deze bacteriën nog meer doen?

And I decided to explore how we can program bacteria

Daarom onderzocht ik hoe we bacteriën kunnen programmeren

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

om ziektes als kanker te herkennen en te genezen.

One of the surprising facts about bacteria

Een van de verrassende feiten over bacteriën

is that they can naturally grow inside of tumors.

is dat ze zonder hulp kunnen groeien in tumoren.

This happens because typically tumors

Dit gebeurt omdat tumoren in principe

are areas where the immune system has no access,

plekken zijn waar het immuunsysteem niet werkt.

and so bacteria find these tumors

Bacteriën vinden deze tumoren,

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

die een vrijhaven is voor hun groei en ontwikkeling.

We started using probiotic bacteria

We gebruikten probiotische bacteriën,

which are safe bacteria that have a health benefit,

veilige bacteriën die goed zijn voor de gezondheid,

and found that when orally delivered to mice,

die, wanneer ze oraal aan muizen werden toegediend,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

uitsluitend in levertumoren verder groeiden.

We realized that the most convenient way

Het bleek dat de makkelijkste manier

to highlight the presence of the probiotics,

om de probioticums te vinden,

and hence, the presence of the tumors,

en dus ook tumoren,

was to get these bacteria to produce a signal

was om deze bacteriën een signaal te laten produceren

that would be detectable in the urine,

dat we konden detecteren in urine.

and so we specifically programmed these probiotics

Deze probioticums zijn dan ook speciaal geprogrammeerd

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

om een molecuul aan te maken dat de kleur van je urine verandert

to indicate the presence of cancer.

om de aanwezigheid van kanker aan te tonen.

Het bleek dat deze technologie

We went on to show that this technology

zeer precies en nauwkeurig leverkanker kon herkennen,

could sensitively and specifically detect liver cancer,

one that is challenging to detect otherwise.

wat normaal gesproken erg lastig is.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Omdat deze bacteriën zich specifiek aan tumoren vastkleven,

we've been programming them to not only detect cancer

hebben we ze geprogrammeerd om kanker niet alleen te herkennen

but also to treat cancer

maar het ook te behandelen

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

door binnenin de tumor helende moleculen te produceren

that shrink the existing tumors,

die de bestaande tumoren laten krimpen.

and we've been doing this using quorum sensing programs

Dit deden we met quorum-sensingprogramma's,

like you saw in the previous movies.

zoals die uit de voorgaande video's.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Samengevat: stel je een toekomst voor waarin een geprogrammeerd probioticum

that could detect and treat cancer,

kanker kan herkennen en behandelen,

or even other diseases.

maar ook andere ziektes.

Our ability to program bacteria

Ons vermogen om bacteriën en leven te programmeren,

and program life

opens up new horizons in cancer research,

opent nieuwe mogelijkheden in kankeronderzoek.

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

Om dit toekomstbeeld te delen, werkte ik met kunstenaar Vik Muniz

to create the symbol of the universe,

aan het symbool van het universum gemaakt uit bacteriën en kankercellen.

made entirely out of bacteria or cancer cells.

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

Ik hoop dat de schoonheid en het doel van dit microscopische universum

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

als inspiratie kan dienen voor nieuwe en creatieve richtingen in kankeronderzoek.

Thank you.

Dankjewel.

(Applaus)

(Applause)