Mina Bissell: Experiments that point to a new understanding of cancer

Translator: Morton Bast Reviewer: Thu-Huong Ha

Vertaald door: Els De Keyser Nagekeken door: Christel Foncke

Now, I don't usually like cartoons,

Ik hou niet zo van cartoons.

I don't think many of them are funny,

De meeste vind ik niet grappig,

I find them weird. But I love this cartoon from the New Yorker.

eerder bizar. Maar ik hou van deze uit The New Yorker.

(Text: Never, ever think outside the box.) (Laughter)

(Tekst: Nooit, nooit buiten het kader denken.) (Gelach)

So, the guy is telling the cat,

De man zegt aan de kat:

don't you dare think outside the box.

waag het niet om buiten het kader te denken.

Well, I'm afraid I used to be the cat.

Helaas was ik vroeger de kat.

I always wanted to be outside the box.

Ik wilde uit het kader ontsnappen.

And it's partly because I came to this field

Dat komt omdat ik in dit domein stapte

from a different background, chemist and a bacterial geneticist.

vanuit een andere achtergrond: chemie en bacteriële genetica.

So, what people were saying to me

Wat mensen me vertelden

about the cause of cancer, sources of cancer,

over de oorzaak en bronnen van kanker,

or, for that matter, why you are who you are,

of, ‘waarom ben jij wie je bent?’

didn't make sense.

was nonsens.

So, let me quickly try and tell you why I thought that

Ik vertel snel waarom ik dat dacht

and how I went about it.

en wat ik ermee deed.

So, to begin with, however,

Vooraf moet ik jullie

I have to give you a very, very quick lesson

een stoomcursus geven

in developmental biology,

in ontwikkelingsbiologie.

with apologies to those of you who know some biology.

Excuus aan de biologiekenners onder jullie.

So, when your mom and dad met,

Toen mama en papa elkaar leerden kennen,

there is a fertilized egg,

was er een bevruchte eicel,

that round thing with that little blip.

dat ronde ding met het bliepje.

It grows and then it grows,

Het groeit alsmaar

and then it makes this handsome man.

en dan wordt het deze knappe man.

(Applause)

(Applaus)

So, this guy, with all the cells in his body,

Deze man en alle cellen in zijn lichaam

all have the same genetic information.

delen dezelfde genetische informatie.

So how did his nose become his nose, his elbow his elbow,

Hoe werd zijn neus zijn neus, zijn elleboog zijn elleboog,

and why doesn't he get up one morning

en waarom staat hij niet op een dag op

and have his nose turn into his foot?

en ziet dat zijn neus zijn voet geworden is?

It could. It has the genetic information.

Dat zou kunnen. De genetische informatie is er.

You all remember, dolly,

Je weet nog wel dat Dolly

it came from a single mammary cell.

uit één enkele borstkliercel kwam.

So, why doesn't it do it?

Waarom gebeurt dat niet?

So, have a guess of how many cells he has in his body.

Raad eens hoeveel cellen hij in zijn lichaam heeft.

Somewhere between 10 trillion to 70 trillion cells in his body.

Iets tussen 10 en 70 biljoen.

Trillion!

Biljoen!

Now, how did these cells, all with the same genetic material,

Hoe hebben die cellen met hetzelfde genetische materiaal

make all those tissues?

al die weefsels gemaakt?

And so, the question I raised before

Mijn eerdere vraag

becomes even more interesting if you thought about

wordt nog interessanter als je ziet hoe enorm dit is

the enormity of this in every one of your bodies.

vanuit elk van onze lichamen.

Now, the dominant cancer theory would say

De heersende kankertheorie stelt

that there is a single oncogene

dat één oncogeen

in a single cancer cell, and it would make you

in één kankercel

a cancer victim.

je tot kankerslachtoffer maakt.

Well, this did not make sense to me.

Dat vond ik nonsens.

Do you even know how a trillion looks?

Weet je hoe een biljoen eruit ziet?

Now, let's look at it.

Even kijken.

There it comes, these zeroes after zeroes after zeroes.

Daar komt het: eindeloze nullen na elkaar.

Now, if .0001 of these cells got mutated,

Als 0,0001 van die cellen muteert,

and .00001 got cancer, you will be a lump of cancer.

en 0,00001 kanker krijgt, dan ben je één brok kanker.

You will have cancer all over you. And you're not.

De kanker zal overal zitten. Mooi niet.

Why not?

Waarom niet?

So, I decided over the years,

Door de jaren heen,

because of a series of experiments

omwille van een reeks experimenten,

that this is because of context and architecture.

besloot ik dat dit komt door context en architectuur.

And let me quickly tell you

Ik vertel snel

some crucial experiment that was able to actually show this.

over een cruciaal element dat dit aantoonde.

To begin with, I came to work with this virus

Ik werkte met een virus

that causes that ugly tumor in the chicken.

dat die lelijke tumor bij kippen veroorzaakt.

Rous discovered this in 1911.

Rous heeft dit in 1911 ontdekt.

It was the first cancer virus discovered,

Het eerste ontdekte kankervirus.

and when I call it "oncogene," meaning "cancer gene."

Hij noemde het ‘oncogeen’, kankerverwekkend.

So, he made a filtrate, he took this filter

Hij maakte een filtraat, nam deze filter,

which was the liquid after he passed the tumor through a filter,

het vocht nadat hij de tumor had gefilterd,

and he injected it to another chicken, and he got another tumor.

en injecteerde het in een andere kip. Weer een tumor.

So, scientists were very excited,

De wetenschappers vonden het spannend:

and they said, a single oncogene can do it.

“Eén enkel oncogeen volstaat.”

All you need is a single oncogene.

Je hebt maar één oncogeen nodig.

So, they put the cells in cultures, chicken cells,

Ze zetten kippencellen op cultuur,

dumped the virus on it,

gooiden er het virus op,

and it would pile up,

dat zich opstapelde,

and they would say, this is malignant and this is normal.

waarna ze zeiden: “Dit is kwaadaardig, dit is normaal.”

And again this didn't make sense to me.

Nogmaals, ik vond het nonsens.

So for various reasons, we took this oncogene,

Dus namen we dit oncogeen,

attached it to a blue marker,

markeerden het blauw

and we injected it into the embryos.

en injecteerden het in de embryo’s.

Now look at that. There is that beautiful feather in the embryo.

Kijk daar. Een prachtige veer in het embryo.

Every one of those blue cells are a cancer gene

Elk van die blauwe cellen is een kankergen

inside a cancer cell, and they're part of the feather.

in een kankercel, deel van de veer.

So, when we dissociated the feather and put it in a dish,

Toen we de veer losmaakten en in een schaal legden,

we got a mass of blue cells.

kregen we een massa blauwe cellen.

So, in the chicken you get a tumor,

In de kip krijg je een tumor,

in the embryo you don't,

in het embryo niet.

you dissociate, you put it in a dish, you get another tumor.

Maak ze los, leg ze in een schaal en je krijgt weer een tumor.

What does that mean?

Wat betekent dat?

That means that microenvironment

Dat de micro-omgeving

and the context which surrounds those cells

en de context rond die cellen

actually are telling the cancer gene and the cancer cell what to do.

het kankergen en de kankercel vertellen wat te doen.

Now, let's take a normal example.

Nu een normaal voorbeeld.

The normal example, let's take the human mammary gland.

De menselijke borstklier.

I work on breast cancer.

Ik bestudeer borstkanker.

So, here is a lovely human breast.

Hier is een mooie mensenborst.

And many of you know how it looks,

De meesten kennen het uitzicht,

except that inside that breast, there are all these

maar in die borst ontwikkelen zich

pretty, developing, tree-like structures.

mooie boomachtige structuren.

So, we decided that what we like to do

We beslisten

is take just a bit of that mammary gland,

om een stukje van die borstklier te nemen,

which is called an "acinus,"

een ‘acinus’ (‘bes’),

where there are all these little things inside the breast

kleine dingetjes in de borst

where the milk goes, and the end of the nipple

waar de melk heengaat en, op het einde van de tepel,

comes through that little tube when the baby sucks.

door een buisje stroomt als de baby zuigt.

And we said, wonderful! Look at this pretty structure.

Wonderlijk! Wat een mooie structuur.

We want to make this a structure, and ask the question,

We willen die maken en vragen ons af:

how do the cells do that?

hoe doen de cellen dat?

So, we took the red cells --

Dus namen we de rode cellen,

you see the red cells are surrounded by blue,

waar blauwe cellen rond zitten,

other cells that squeeze them, and behind it

die ze samendrukken. Erachter

is material that people thought was mainly inert,

zit materie die men als inert beschouwde,

and it was just having a structure to keep the shape,

gewoon een structuur om de vorm te behouden.

and so we first photographed it

Eerst maakten we foto’s

with the electron microscope years and years ago,

met de electronmicroscoop, vele jaren geleden.

and you see this cell is actually quite pretty.

Deze cel is echt mooi.

It has a bottom, it has a top,

Ze heeft een onder- en bovenkant,

it is secreting gobs and gobs of milk,

geeft sloten melk af

because it just came from an early pregnant mouse.

omdat ze van een pas zwangere muis is.

You take these cells, you put them in a dish,

Leg die cellen in een schaaltje

and within three days, they look like that.

en binnen de drie dagen zien ze er zo uit.

They completely forget.

Ze vergeten het helemaal.

So you take them out, you put them in a dish,

Neem ze eruit, leg ze in een schaaltje

they don't make milk. They completely forget.

en ze zijn het melk aanmaken verleerd.

For example, here is a lovely yellow droplet of milk

Hier is een mooi geel melkdruppeltje

on the left, there is nothing on the right.

links, rechts is er niets.

Look at the nuclei. The nuclei in the cell on the left

De nuclei in de cel links

is in the animal, the one on the right is in a dish.

zitten in het dier, die rechts zitten in een schaal.

They are completely different from each other.

Ze zijn compleet verschillend.

So, what does this tell you?

Wat leer je daaruit?

This tells you that here also, context overrides.

Dat ook hier de context het laatste woord heeft.

In different contexts, cells do different things.

In een andere context doen cellen andere dingen.

But how does context signal?

Hoe signaleert de context?

So, Einstein said that

Einstein zei:

"For an idea that does not first seem insane, there is no hope."

“Als een idee niet eerst gestoord lijkt, is er geen hoop voor.”

So, you can imagine the amount of skepticism

Stel je voor hoeveel scepticisme

I received -- couldn't get money,

me wachtte. Geen geld,

couldn't do a whole lot of other things,

weinig mogelijkheden,

but I'm so glad it all worked out.

maar ik ben zo blij dat het lukte.

So, we made a section of the mammary gland of the mouse,

We maakten een sectie van de muizenborstklier --

and all those lovely acini are there,

daar zijn die mooie acini,

every one of those with the red around them are an acinus,

als er iets roods om zit, is het een acinus.

and we said okay, we are going to try and make this,

We namen ons voor om dit te maken.

and I said, maybe that red stuff

Ik zei: “Dat rode spul

around the acinus that people think there's just a structural scaffold,

rond de acinus, dat men als een staketsel beschouwt,

maybe it has information,

bevat misschien informatie,

maybe it tells the cells what to do, maybe it tells the nucleus what to do.

zegt de cellen en de nucleus misschien wat ze moeten doen.

So I said, extracellular matrix, which is this stuff

De extracellulaire matrix, dat ding,

called ECM, signals and actually tells the cells what to do.

het ECM, signaleert aan de cellen wat ze moeten doen.”

So, we decided to make things that would look like that.

We maakten dingen die er zo uitzien.

We found some gooey material

We vonden kleverig materiaal

that had the right extracellular matrix in it,

met de juiste extracellulaire matrix,

we put the cells in it, and lo and behold,

stopten de cellen erin, en warempel,

in about four days, they got reorganized

op 4 dagen tijd reorganiseerden ze zich.

and on the right, is what we can make in culture.

Rechts zie je wat we op cultuur kunnen maken.

On the left is what's inside the animal, we call it in vivo,

Links zie je wat in het dier zit, dat noemen we ‘in vivo’.

and the one in culture was full of milk,

Op cultuur zat het vol melk.

the lovely red there is full of milk.

Het mooie rode zit vol melk.

So, we Got Milk, for the American audience.

We ‘Got Milk’, voor het Amerikaanse publiek.

All right. And here is this beautiful human cell,

Hier is een mooie menselijke cel.

and you can imagine that here also, context goes.

Je kan je voorstellen: ook hier speelt de context.

So, what do we do now?

Wat nu gedaan?

I made a radical hypothesis.

Ik stelde een radicale hypothese op:

I said, if it's true that architecture is dominant,

“Als het waar is dat de architectuur dominant is,

architecture restored to a cancer cell

dan moet een herstelde architectuur een kankercel

should make the cancer cell think it's normal.

doen denken dat ze normaal is.

Could this be done?

Is dat mogelijk?

So, we tried it.

We probeerden het.

In order to do that, however,

Daarvoor hadden we een methode nodig

we needed to have a method of distinguishing normal from malignant,

om normaal van kwaadaardig te onderscheiden.

and on the left is the single normal cell,

Links heb je een enkele normale cel,

human breast, put in three-dimensional gooey gel

menselijke borst, in driedimensionale kleverige gel gezet,

that has extracellular matrix, it makes all these beautiful structures.

met extracellulaire matrix. Ze maakt mooie structuren aan.

On the right, you see it looks very ugly,

Rechts ziet het er lelijk uit.

the cells continue to grow,

De cellen blijven groeien.

the normal ones stop.

De normale stoppen ermee.

And you see here in higher magnification

Hier zie je vergrote beelden

the normal acinus and the ugly tumor.

van de normale acinus en de lelijke tumor.

So we said, what is on the surface of these ugly tumors?

“Wat zit er aan de buitenkant van deze tumoren?

Could we calm them down --

Kunnen we ze kalmeren --

they were signaling like crazy and they have pathways all messed up --

ze gaven als gek signalen af, de banen waren chaotisch --

and make them to the level of the normal?

en ze naar het normale niveau brengen?

Well, it was wonderful. Boggles my mind.

Het was fantastisch. Ik stond versteld.

This is what we got.

Dit was het resultaat.

We can revert the malignant phenotype.

We kunnen het kwaadaardige fenotype omkeren.

(Applause)

(Applaus)

And in order to show you that the malignant phenotype

Ik toon je dat ik het kwaadaardige fenotype

I didn't just choose one,

niet zomaar uitgekozen heb.

here are little movies, sort of fuzzy,

Hier zijn filmpjes, wat chaotisch.

but you see that on the left are the malignant cells,

Je ziet dat er links kwaadaardige cellen zijn

all of them are malignant,

allemaal kwaadaardig.

we add one single inhibitor in the beginning,

We voegen bij het begin één inhibitor toe.

and look what happens, they all look like that.

Kijk wat er gebeurt. Ze zien er allemaal zo uit.

We inject them into the mouse, the ones on the right,

We injecteren ze in de muizen rechts,

and none of them would make tumors.

en geen enkele maakt een tumor aan.

We inject the other ones in the mouse, 100 percent tumors.

We injecteren de andere: 100% tumoren.

So, it's a new way of thinking about cancer,

Het is een nieuwe manier van denken over kanker.

it's a hopeful way of thinking about cancer.

Een hoopvolle manier.

We should be able to be dealing with these things at this level,

We zouden er op dit niveau mee moeten omgaan.

and these conclusions say that growth and malignant behavior

De conclusie is telkens dat groei en kwaadaardig gedrag

is regulated at the level of tissue organization

op niveau van de weefselorganisatie geregeld zijn,

and that the tissue organization is dependent

en dat dat afhangt

on the extracellular matrix and the microenvironment.

van de extracellulaire matrix en de micro-omgeving.

All right, thus form and function interact dynamically and reciprocally.

Vorm en functie interageren dus dynamisch en wederzijds.

And here is another five seconds of repose,

Hier nog eens 5 seconden rust.

is my mantra. Form and function.

Mijn mantra. Vorm en functie.

And of course, we now ask, where do we go now?

We vragen dan: en nu?

We'd like to take this kind of thinking into the clinic.

We zouden graag naar de klinische fase gaan.

But before we do that, I'd like you to think

Voor we dat doen, moet je even bedenken

that at any given time when you're sitting there,

dat op elk moment dat je daar zit,

in your 70 trillion cells,

in jouw 70 biljoen cellen

the extracellular matrix signaling to your nucleus,

de extracellulaire matrix signalen geeft aan je nucleus,

the nucleus is signaling to your extracellular matrix

en andersom,

and this is how your balance is kept and restored.

en dat dit je evenwicht bewaart en herstelt.

We have made a lot of discoveries,

We hebben veel ontdekt,

we have shown that extracellular matrix talks to chromatin.

we hebben getoond dat ECM met chromatine praat.

We have shown that there's little pieces of DNA

Er zijn stukjes DNA

on the specific genes of the mammary gland

op de genen van de borstklier

that actually respond to extracellular matrix.

die respons geven aan de ECM.

It has taken many years, but it has been very rewarding.

Het heeft vele jaren geduurd, maar het was de moeite.

And before I get to the next slide, I have to tell you

Voor we verdergaan, moet ik zeggen

that there are so many additional discoveries to be made.

dat er nog zoveel te ontdekken valt.

There is so much mystery we don't know.

Er is zoveel mysterie dat we niet weten.

And I always say to the students and post-docs I lecture to,

Ik zeg altijd aan mijn studenten en post-docs:

don't be arrogant, because arrogance kills curiosity.

niet arrogant zijn, want arrogantie doodt nieuwsgierigheid.

Curiosity and passion.

Nieuwsgierigheid en passie.

You need to always think, what else needs to be discovered?

Bedenk altijd: wat valt er nog te ontdekken?

And maybe my discovery needs to be added to

Misschien moet er wat aan mijn ontdekking toegevoegd worden,

or maybe it needs to be changed.

of moet ze gewijzigd worden.

So, we have now made an amazing discovery,

We hebben een mooie ontdekking gedaan.

a post-doc in the lab who is a physicist asked me,

Een postdoc in de fysica uit het laboratorium

what do the cells do when you put them in?

vroeg: “Wat doen de cellen

What do they do in the beginning when they do?

in het begin, als je ze erin zet?”

I said, I don't know, we couldn't look at them.

“Weet ik niet,” zei ik, “we konden ze niet zien.”

We didn't have high images in the old days.

Toentertijd hadden we geen goede beelden.

So she, being an imager and a physicist,

Zij kende beeldvorming en fysica

did this incredible thing.

en deed iets ongelooflijks.

This is a single human breast cell in three dimensions.

Dit is één menselijke borstcel in 3D.

Look at it. It's constantly doing this.

Het doet de hele tijd dit.

Has a coherent movement.

Beweegt coherent.

You put the cancer cells there, and they do go all over,

Zet de kankercellen daar, en die bewegen alle kanten op.

they do this. They don't do this.

Ze doen dit, niet dat.

And when we revert the cancer cell, it again does this.

Herstellen we de kankercel, dan doet het weer dit.

Absolutely boggles my mind.

Vind ik verbluffend.

So the cell acts like an embryo. What an exciting thing.

De cel handelt dus als een embryo. Hoe spannend.

So I'd like to finish with a poem.

Ik wil eindigen met een gedicht.

Well I used to love English literature,

Ik hield van Engelse literatuur

and I debated in college, which one should I do?

en twijfelde tussen beide aan de universiteit.

And unfortunately or fortunately, chemistry won.

Helaas of gelukkig won de chemie.

But here is a poem from Yeats. I'll just read you the last two lines.

Maar hier is een gedicht van Yeats, de laatste twee regels.

It's called "Among the School Children."

Het heet ‘Tussen de schoolkinderen’.

"O body swayed to music / O brightening glance /

“O lichaam zwaaiend op muziek, verhelderende glans,

How [can we know] the dancer from the dance?"

hoe onderscheiden we de danser van de dans?”

And here is Merce Cunningham,

Hier is Merce Cunningham.

I was fortunate to dance with him when I was younger,

Toen ik jonger was, mocht ik met hem dansen.

and here he is a dancer,

Hier is hij danser.

and while he is dancing, he is both the dancer and the dance.

Terwijl hij danst, is hij tegelijk de danser en de dans.

The minute he stops, we have neither.

Zodra hij stopt, zijn ze beide weg.

So it's like form and function.

Net zoals vorm en functie.

Now, I'd like to show you a current picture of my group.

Hier is een recente foto van mijn groep.

I have been fortunate to have had these magnificant

Ik ben gezegend geweest met geweldige

students and post-docs who have taught me so much,

studenten en post-docs, die me zoveel leerden.

and I have had many of these groups come and go.

Vele van deze groepen komen en gaan.

They are the future and I try to make them not be afraid

Zij zijn de toekomst. Ik probeer te zorgen dat ze niet bang zijn

of being the cat and being told,

om de kat te zijn en te horen te krijgen:

don't think outside the box.

niet buiten het kader denken!

And I'd like to leave you with this thought.

Ik sluit af met deze gedachte.

On the left is water coming through the shore,

Links komt er water door de kust,

taken from a NASA satellite.

van een NASA-satelliet.

On the right, there is a coral.

Rechts is er een koraal.

Now if you take the mammary gland and spread it

Als je de borstklier uitspreidt

and take the fat away, on a dish it looks like that.

en het vet wegneemt, ziet het er zo uit op een schaaltje.

Do they look the same? Do they have the same patterns?

Zijn dat dezelfde patronen?

Why is it that nature keeps doing that over and over again?

Waarom doet de natuur dat telkens weer?

And I'd like to submit to you

Ik leg jullie voor

that we have sequenced the human genome,

dat we het menselijk genoom hebben gesequenceerd.

we know everything about the sequence of the gene,

We kennen alles van de sequencering van het gen,

the language of the gene, the alphabet of the gene,

de taal van het gen, het alfabet van het gen.

But we know nothing, but nothing,

Maar we kennen helemaal niets

about the language and alphabet of form.

van de taal en het alfabet van de vorm.

So, it's a wonderful new horizon,

Het is een wonderlijke nieuwe horizon,

it's a wonderful thing to discover for the young

iets wonderlijks om te ontdekken voor de jongeren

and the passionate old, and that's me.

en de ouderen met passie, ik dus.

So go to it!

Allen daarheen!

(Applause)

(Applaus)