A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Tłumaczenie: Sylwia Gliniewicz Korekta: Barbara Guzik

Cancer affects all of us --

Nowotwór złośliwy dotyka nas wszystkich,

especially the ones that come back over and over again,

szczególnie te jego postaci, które ciągle nawracają,

the highly invasive and drug-resistant ones,

bardzo inwazyjne, lekooporne,

the ones that defy medical treatment,

które nie poddają się leczeniu medycznemu,

even when we throw our best drugs at them.

nawet jeśli atakujemy najlepszymi lekami.

Engineering at the molecular level,

Inżynieria na poziomie molekularnym,

working at the smallest of scales,

praca na najmniejszej ze skal,

can provide exciting new ways

daje fascynujące, nowe możliwości

to fight the most aggressive forms of cancer.

zwalczania najbardziej agresywnych rodzajów nowotworów złośliwych.

Cancer is a very clever disease.

Nowotwór złośliwy to przebiegła choroba.

There are some forms of cancer,

Na szczęście z pewnymi jego postaciami

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

radzimy sobie relatywnie dobrze

with known and established drugs and surgery.

za pomocą znanych i skutecznych leków i zabiegów chirurgicznych.

But there are some forms of cancer

Są jednak rodzaje nowotworów złośliwych,

that don't respond to these approaches,

które nie reagują na te sposoby leczenia,

and the tumor survives or comes back,

dlatego nowotwór pozostaje lub wraca,

even after an onslaught of drugs.

nawet po ataku lekami.

We can think of these very aggressive forms of cancer

Można sobie wyobrazić, że bardzo agresywne rodzaje nowotworów

as kind of supervillains in a comic book.

są niczym szwarccharaktery z komiksu.

They're clever, they're adaptable,

Są przebiegli, łatwo się przystosowują

and they're very good at staying alive.

i doskonale posiedli sztukę przetrwania.

And, like most supervillains these days,

Jak w przypadku większości dzisiejszych szwarccharakterów,

their superpowers come from a genetic mutation.

ich niezwykłe moce pochodzą z mutacji genetycznych.

The genes that are modified inside these tumor cells

Geny, które uległy zmianie wewnątrz komórek nowotworowych,

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

umożliwiają i kodują nowe, niewyobrażalne sposoby przetrwania,

allowing the cancer cell to live through

co umożliwia nowotworowi złośliwemu

przetrwać najlepsze zabiegi chemioterapii.

even our best chemotherapy treatments.

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

Jednym z przykładów jest sztuczka, w której gen pozwala komórce,

even as the drug approaches the cell,

już wtedy, kiedy zbliża się do niej lek,

to push the drug out,

wypchnąć ten lek,

before the drug can have any effect.

zanim przyniesie jakikolwiek skutek.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

Komórka skutecznie "wypluwa" lek.

This is just one example of the many genetic tricks

To tylko jeden z przykładów wielu genetycznych sztuczek,

in the bag of our supervillain, cancer.

które ma w zanadrzu szwarccharakter, nowotwór złośliwy.

All due to mutant genes.

Wszystko dzięki zmutowanym genom.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

Mamy przed sobą szwarccharakter o niesamowitych mocach.

And we need a new and powerful mode of attack.

Dlatego potrzeba nowego i potężnego sposobu ataku.

Actually, we can turn off a gene.

Możemy wyłączyć gen.

The key is a set of molecules known as siRNA.

Kluczem jest zbiór cząsteczek zwanych siRNA,

siRNA are short sequences of genetic code

krótkich sekwencji genetycznego kodu,

that guide a cell to block a certain gene.

które nakierowują komórkę na zablokowanie określonego genu.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Każda cząsteczka siRNA potrafi wyłączyć konkretny gen

inside the cell.

wewnątrz komórki.

For many years since its discovery,

Od czasu tego odkrycia

scientists have been very excited

naukowcy są bardzo zainteresowani tym,

about how we can apply these gene blockers in medicine.

jak wykorzystać w medycynie cząsteczki hamujące ekspresję genów.

But, there is a problem.

Problem w tym,

siRNA works well inside the cell.

że siRNA działa skutecznie wewnątrz komórki.

But if it gets exposed to the enzymes

Jeśli zostanie poddany działaniu enzymów,

that reside in our bloodstream or our tissues,

które są w krwiobiegu lub tkankach,

it degrades within seconds.

wtedy od razu się rozpada.

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

Musi zostać zapakowany i chroniony podczas podróży w organizmie

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

w drodze do punktu docelowego wewnątrz komórki nowotworowej.

So, here's our strategy.

Oto nasza strategia.

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

Najpierw podamy komórce nowotworowej dawkę siRNA hamującego ekspresję genów,

and silence those survival genes,

i wyciszymy geny odpowiedzialne za przeżycie,

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

a potem pokonamy ją za pomocą leku antynowotworowego.

But how do we carry that out?

Jak tego dokonamy?

Using molecular engineering,

Przy użyciu inżynierii molekularnej

we can actually design a superweapon

możemy zaprojektować superbroń,

that can travel through the bloodstream.

która może się przemieszczać po krwiobiegu,

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

ale musi być bardzo mała.

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

Musi być tak mała, żeby wniknąć w tkankę nowotworu,

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

i odpowiednio mała, żeby zostać pobrana przez komórkę nowotworową.

To do this job well,

Żeby zrobić to dobrze,

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

musi mierzyć około jednej setnej wielkości ludzkiego włosa.

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

Przyjrzyjmy się temu, jak można zbudować taką nanocząsteczkę.

First, let's start with the nanoparticle core.

Zacznijmy od jej rdzenia.

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

To mała kapsułka zawierająca lek antynowotworowy.

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

To trucizna, która uśmierci komórkę nowotworową.

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

Wokół rdzenia owiniemy cienką powłokę,

nanometers-thin blanket of siRNA.

nanometrowej wielkości warstwę siRNA.

This is our gene blocker.

To zahamuje ekspresję genów.

Because siRNA is strongly negatively charged,

siRNA jest silnie elektroujemny,

we can protect it

dlatego możemy go ochronić

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

warstwą pozytywnie naładowanego polimeru.

The two oppositely charged molecules stick together

Dwie przeciwnie naładowane cząsteczki przyciągną się do siebie

through charge attraction,

dzięki przyciąganiu się ładunków,

and that provides us with a protective layer

które zapewnia nam ochronną warstwę

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

zapobiegającą rozpadowi siRNA we krwi.

We're almost done.

Prawie skończyliśmy.

(Laughter)

(Śmiech)

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

Jest jeszcze jedna duża przeszkoda, o której należy pomyśleć.

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

To chyba największa z przeszkód.

How do we deploy this superweapon?

Jak użyjemy tej superbroni?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Każda dobra broń musi mi mieć cel.

we have to target this superweapon to the supervillain cells

Musimy skierować tę superbroń przeciwko komórkom szwarccharakterów,

that reside in the tumor.

które znajdują się w nowotworze.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Nasze ciało ma naturalny, immunologiczny system ochrony,

cells that reside in the bloodstream

komórki znajdujące się w krwiobiegu,

and pick out things that don't belong,

które wyłapują ciała obce,

so that it can destroy or eliminate them.

żeby je zniszczyć i wyeliminować.

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

Nasza nanocząsteczka jest uznana za ciało obce.

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

Musimy ją przemycić, omijając system ochronny nowotworu.

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

Musimy ominąć mechanizm eliminacji obcego ciała,

by disguising it.

maskując ją.

So we add one more negatively charged layer

Dodajemy jeszcze jedną elektroujemną warstwę

around this nanoparticle,

wokół nanocząsteczki,

which serves two purposes.

co służy dwóm celom.

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

Po pierwsze, zewnętrzna warstwa składa się z naturalnie naładowanych,

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

wysoko uwodnionych polisacharydów, które występują w organizmie.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Tworzy to chmurę cząsteczek wody wokół nanocząsteczki,

that gives us an invisibility cloaking effect.

która daje efekt "szaty niewidzialności".

This invisibility cloak allows the nanoparticle

"Szata niewidzialności" pozwala nanocząsteczce

to travel through the bloodstream

przemieszczać się po krwiobiegu

long and far enough to reach the tumor,

wystarczająco długo i daleko, żeby dostać się do nowotworu,

without getting eliminated by the body.

nie zostając wyeliminowaną z organizmu.

Second, this layer contains molecules

Po drugie, warstwa zawiera cząsteczki,

which bind specifically to our tumor cell.

które łączą się z komórką nowotworową.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Kiedy się połączą, komórka nowotworowa wchłania nanocząsteczkę,

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

i dzięki temu mamy nanocząsteczkę wewnątrz komórki nowotworowej,

and ready to deploy.

gotową do ataku.

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

Dobrze! Czuję to samo. Idziemy dalej!

(Applause)

(Brawa)

The siRNA is deployed first.

Najpierw zostaje wykorzystane siRNA.

It acts for hours,

Działa przez wiele godzin,

giving enough time to silence and block those survival genes.

dając czas na wyciszenie i zahamowanie genów odpowiedzialnych za przeżycie.

We have now disabled those genetic superpowers.

Unieruchomiliśmy genetyczne supermocarstwo.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

Pozostaje komórka nowotworowa bez specjalnych mechanizmów obrony.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Następnie lek antynowotworowy wydostaje się z rdzenia

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

i niszczy komórkę nowotworową gładko i skutecznie.

With sufficient gene blockers,

Dzięki odpowiedniej liczbie cząsteczek hamujących ekspresję genów

we can address many different kinds of mutations,

można walczyć z różnymi rodzajami mutacji,

allowing the chance to sweep out tumors,

dając szansę na pozbycie się nowotworów,

without leaving behind any bad guys.

bez pozostawienia jakichkolwiek śladów.

So, how does our strategy work?

Jak działa nasza strategia?

We've tested these nanostructure particles in animals

Przetestowaliśmy nanocząsteczki na zwierzętach,

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

wykorzystując bardzo agresywny rodzaj potrójnie negatywnego raka piersi,

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

którego gen

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

usuwa lek antynowotworowy zaraz po jego podaniu.

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

Zazwyczaj doxorubicyna, w skrócie "dox", jest lekiem antynowotworowym

that is the first line of treatment for breast cancer.

używanym w pierwszej linii obrony przeciwko rakowi piersi.

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

Najpierw podaliśmy zwierzętom rdzeń z dox.

The tumor slowed their rate of growth,

Guz spowolnił tempo wzrostu,

but they still grew rapidly,

ale nadal rósł szybko,

doubling in size over a period of two weeks.

podwajając wielkość w ciągu dwóch tygodni.

Then, we tried our combination superweapon.

Następnie spróbowaliśmy naszej połączonej superbroni.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

Nanowarstwowa cząsteczka z siRNA przeciwko pompie infuzyjnej,

plus, we have the dox in the core.

a dodatkowo w jej rdzeniu dox.

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

Odkryliśmy, że nie tylko guzy przestały rosnąć,

they actually decreased in size

ale zmniejszyły rozmiar,

and were eliminated in some cases.

i zostały wyeliminowane w niektórych przypadkach.

The tumors were actually regressing.

Guzy ulegały reemisji.

(Applause)

(Brawa)

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

Co ważne w tej metodzie, można to personalizować.

We can add many different layers of siRNA

Możemy dodać wiele różnych warstw siRNA,

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

żeby skierować je przeciwko wielu mutacjom i mechanizmom obronnym nowotworu.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

Możemy umieścić różne leki w rdzeniu nanocząsteczki.

As doctors learn how to test patients

Lekarze uczą się, jak badać pacjentów,

and understand certain tumor genetic types,

i rozumieć genetyczne typy nowotworów,

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

co pozwoli określić, którzy pacjenci mogą skorzystać z tej strategii,

and which gene blockers we can use.

i które cząsteczki hamujące geny można wykorzystać.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

Rak jajnika porusza mnie szczególnie.

It is a very aggressive cancer,

To agresywna forma nowotworu złośliwego,

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

po części dlatego, że wykrywa się go bardzo późno,

when it's highly advanced

kiedy jest bardzo zaawansowany,

and there are a number of genetic mutations.

i wstępują liczne mutacje genetyczne.

After the first round of chemotherapy,

Po pierwszym cyklu chemioterapii

this cancer comes back for 75 percent of patients.

rak powraca u 75% pacjentek.

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

Zazwyczaj powraca w postaci odpornej na lek.

High-grade ovarian cancer

Bardzo złośliwa forma raka jajnika

is one of the biggest supervillains out there.

to jeden z największych szwarccharakterów.

And we're now directing our superweapon

Teraz kierujemy przeciw niemu superbroń,

toward its defeat.

żeby go pokonać.

As a researcher,

Jako badaczka

I usually don't get to work with patients.

nie mam zazwyczaj kontaktu z pacjentami.

But I recently met a mother

Jednak niedawno spotkałam matkę o imieniu Mimi,

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

która przeżyła raka jajnika, i jej córkę Paige.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Głęboko zainspirował mnie optymizm i siła,

that both mother and daughter displayed

którą miała matka i córka,

and by their story of courage and support.

i ich opowieść o odwadze i wsparciu.

At this event, we spoke about the different technologies

Podczas tego spotkania mówiłyśmy o różnych technologiach

directed at cancer.

skierowanych przeciw nowotworom złośliwym.

And Mimi was in tears

Mimi miała łzy w oczach,

as she explained how learning about these efforts

kiedy tłumaczyła, jak wiedza o tych wysiłkach

gives her hope for future generations,

daje nadzieję dla przyszłych pokoleń,

including her own daughter.

włączając w to jej córkę.

This really touched me.

Poruszyło mnie to.

It's not just about building really elegant science.

Nie chodzi jedynie o tworzenie "eleganckiej" nauki.

It's about changing people's lives.

Chodzi o poprawę życia.

It's about understanding the power of engineering

Chodzi o zrozumienie potęgi inżynierii

on the scale of molecules.

w skali molekularnej.

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

Kiedy studenci tacy jak Paige będą rozwijać się zawodowo,

they'll open new possibilities

stworzą nowe możliwości walki

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

z poważnymi problemami zdrowotnymi na świecie,

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

włączając w to raka jajnika, choroby neurologiczne i zakaźne.

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

Tak jak inżynieria chemiczna otworzyła przede mną drzwi

and has provided a way of engineering

i pokazała sposób na inżynierię

on the tiniest scale, that of molecules,

na najmniejszej ze skal, molekularnej skali,

to heal on the human scale.

żeby leczyć na skalę człowieka.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)