A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Diana Santos

Cancer affects all of us --

O cancro afeta-nos a todos nós,

especially the ones that come back over and over again,

especialmente aqueles que voltam vezes sem conta,

the highly invasive and drug-resistant ones,

os altamente invasivos e os que resistem às drogas,

the ones that defy medical treatment,

os que desafiam o tratamento médico,

even when we throw our best drugs at them.

mesmo quando os tratamos com as melhores drogas que temos.

Engineering at the molecular level,

A engenharia a nível molecular,

working at the smallest of scales,

que funciona à mais pequena das escalas,

can provide exciting new ways

pode proporcionar novas formas entusiasmantes

to fight the most aggressive forms of cancer.

de lutar contra as formas mais agressivas do cancro.

Cancer is a very clever disease.

O cancro é uma doença muito inteligente.

There are some forms of cancer,

Há algumas formas de cancro

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

que, felizmente, já aprendemos a tratar relativamente bem

with known and established drugs and surgery.

com cirurgias e drogas conhecidas e estabilizadas.

But there are some forms of cancer

Mas há outras formas de cancro

that don't respond to these approaches,

que não reagem a essas abordagens

and the tumor survives or comes back,

e o tumor sobrevive ou reaparece,

even after an onslaught of drugs.

mesmo depois dum massacre de drogas.

We can think of these very aggressive forms of cancer

Podemos pensar nestas formas muito agressivas de cancro

as kind of supervillains in a comic book.

como uma espécie de supervilões dum história de banda desenhada.

They're clever, they're adaptable,

São espertos, são adaptáveis

and they're very good at staying alive.

e são muito bons em manterem-se vivos.

And, like most supervillains these days,

Tal como a maior parte dos supervilões dos nossos dias,

their superpowers come from a genetic mutation.

os seus superpoderes provêm duma mutação genética.

The genes that are modified inside these tumor cells

Os genes que são modificados no interior das células deste tumor

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

podem permitir e codificar novos modos inimagináveis de sobrevivência,

allowing the cancer cell to live through

permitindo que a célula cancerosa viva,

even our best chemotherapy treatments.

apesar dos melhores tratamentos de quimioterapia.

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

Por exemplo, há um artifício em que um gene permite que uma célula,

even as the drug approaches the cell,

quando a droga se aproxima da célula,

to push the drug out,

expulse a droga

before the drug can have any effect.

antes que a droga cause qualquer efeito.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

Imaginem — a célula cospe a droga.

This is just one example of the many genetic tricks

Este é apenas um exemplo das muitas artimanhas genéticas

in the bag of our supervillain, cancer.

na manga do nosso supervilão, o cancro.

All due to mutant genes.

Tudo isto devido a genes mutantes.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

Portanto, temos um supervilão com superpoderes incríveis.

And we need a new and powerful mode of attack.

Precisamos de um modo de ataque novo e poderoso.

Actually, we can turn off a gene.

Na realidade, podemos desligar um gene.

The key is a set of molecules known as siRNA.

A chave é um conjunto de moléculas conhecidas por siRNA.

siRNA are short sequences of genetic code

Os siRNA são sequências curtas de código genético

that guide a cell to block a certain gene.

que guiam uma célula para bloquear um determinado gene.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Cada molécula de siRNA pode desligar um gene específico

inside the cell.

no interior da célula.

For many years since its discovery,

Durante muitos anos depois desta descoberta,

scientists have been very excited

os cientistas ficaram muito entusiasmados

about how we can apply these gene blockers in medicine.

em saber como aplicar na medicina estes bloqueadores de genes.

But, there is a problem.

Mas há um problema.

siRNA works well inside the cell.

Os siRNA funcionam bem no interior da célula.

But if it gets exposed to the enzymes

Mas, se forem expostos às enzimas

that reside in our bloodstream or our tissues,

que residem na corrente sanguínea ou nos tecidos,

it degrades within seconds.

degradam-se em poucos segundos.

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

Têm que ser embrulhados, protegidos, durante toda a viagem pelo corpo

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

no seu percurso até ao destino final no interior da célula cancerosa.

So, here's our strategy.

A nossa estratégia é esta.

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

Primeiro, aplicamos uma dose de siRNA, o gene bloqueador, à célula cancerosa

and silence those survival genes,

e silenciamos os genes sobreviventes.

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

Depois, saturamo-la com uma droga química.

But how do we carry that out?

Mas como é que fazemos isso?

Using molecular engineering,

Usando a engenharia molecular,

we can actually design a superweapon

podemos conceber uma superarma

that can travel through the bloodstream.

que pode viajar pela corrente sanguínea.

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

Tem que ser suficientemente pequena para entrar na corrente sanguínea,

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

tem que ser suficientemente pequena para penetrar no tecido do tumor,

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

e tem que ser suficientemente pequena para penetrar na célula cancerosa.

To do this job well,

Para fazer este trabalho bem feito,

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

tem que ter o tamanho de cerca de um centésimo dum cabelo humano.

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

Vejamos mais de perto como construímos esta nanopartícula.

First, let's start with the nanoparticle core.

Primeiro, comecemos com o núcleo da nanopartícula.

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

É uma diminuta cápsula que contém a droga da quimioterapia.

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

É o veneno que vai acabar com a vida da célula do tumor.

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

Envolvemos este núcleo

nanometers-thin blanket of siRNA.

com uma camada muito delgada, de nanómetros, de siRNA.

This is our gene blocker.

É o bloqueador do gene.

Because siRNA is strongly negatively charged,

Como o siRNA tem uma forte carga negativa,

we can protect it

podemos protegê-lo

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

com uma boa camada protetora de um polímero com carga positiva.

The two oppositely charged molecules stick together

As duas molécula com cargas opostas ficam coladas,

through charge attraction,

através da atração de cargas opostas

and that provides us with a protective layer

o que nos fornece uma camada protetora

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

que impede que o siRNA se degrade na corrente sanguínea.

We're almost done.

Está quase pronto.

(Laughter)

(Risos)

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

Mas ainda há um grande obstáculo em que temos que pensar.

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

Com efeito, provavelmente é o maior obstáculo de todos.

How do we deploy this superweapon?

Como é que posicionamos esta superarma?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Ou seja, uma arma eficaz precisa de ser direcionada,

we have to target this superweapon to the supervillain cells

temos que dirigir a superarma para as células malignas

that reside in the tumor.

que residem no tumor.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Mas o nosso corpo tem um sistema imuno-defensivo natural:

cells that reside in the bloodstream

células que residem na corrente sanguínea

and pick out things that don't belong,

e detetam coisas que não lhe pertencem,

so that it can destroy or eliminate them.

para as destruírem ou eliminarem.

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

Sabem uma coisa? A nossa nanopartícula é considerada um objeto estranho.

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

Temos que insinuar a nanopartícula por entre o sistema de defesa do tumor.

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

Temos que fazê-la passar por esse mecanismo

que tenta libertar-se do objeto estranho,

by disguising it.

mascarando-a.

So we add one more negatively charged layer

Portanto, acrescentamos mais uma camada de carga negativa

around this nanoparticle,

em volta da nanopartícula,

which serves two purposes.

o que tem dois objetivos.

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

Primeiro, esta camada exterior é um dos polissacarídeos

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

de carga natural, altamente hidratado, que residem no nosso corpo.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Cria uma nuvem de moléculas de água em volta da nanopartícula

that gives us an invisibility cloaking effect.

que lhe dá um efeito de capa de invisibilidade.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

Esta capa de invisibilidade permite que a nanopartícula

to travel through the bloodstream

viaje através da corrente sanguínea

long and far enough to reach the tumor,

o tempo e a distância necessárias para chegar ao tumor

without getting eliminated by the body.

sem ser eliminada pelo corpo.

Second, this layer contains molecules

Segundo, esta camada contém moléculas

which bind specifically to our tumor cell.

que se ligam especificamente à célula do tumor.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Uma vez ligadas, a célula cancerosa agarra na nanopartícula

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

e ficamos com a nanopartícula no interior da célula cancerosa

and ready to deploy.

pronta a instalar-se.

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

Ótimo! Também me sinto assim. Vamos lá!

(Applause)

(Aplausos)

The siRNA is deployed first.

O siRNA instala-se primeiro.

It acts for hours,

Atua durante horas,

giving enough time to silence and block those survival genes.

dando tempo suficiente para silenciar e bloquear os genes sobreviventes.

We have now disabled those genetic superpowers.

Agora, esses superpoderes genéticos já estão fora de ação.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

O que resta é uma célula cancerosa sem defesas especiais.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Depois, a droga da quimioterapia sai do núcleo

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

e destrói a célula do tumor, de modo limpo e eficaz.

With sufficient gene blockers,

Com bloqueadores genéticos suficientes,

we can address many different kinds of mutations,

podemos tratar muitos tipos diferentes de mutações,

allowing the chance to sweep out tumors,

permitindo a hipótese de erradicar tumores,

without leaving behind any bad guys.

sem deixar para trás nenhuns vilões.

So, how does our strategy work?

Como é que funciona a nossa estratégia?

We've tested these nanostructure particles in animals

Testámos estas partículas de nano-estrutura em animais

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

usando uma forma muito agressiva de cancro da mama triplamente negativo.

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

Este cancro da mama triplamente negative exibe o gene

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

que expele a droga para o cancro logo que ela é ministrada.

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

Normalmente, é a doxorrubicina — chamemos-lhe "dox" — a droga

that is the first line of treatment for breast cancer.

para o tratamento de primeira linha do cancro da mama.

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

Portanto, primeiro tratámos os animais com um núcleo de dox, dox apenas.

The tumor slowed their rate of growth,

O tumor diminuiu o ritmo de crescimento,

but they still grew rapidly,

mas continuou a crescer rapidamente,

doubling in size over a period of two weeks.

duplicando de tamanho durante um período de duas semanas.

Then, we tried our combination superweapon.

Depois, tentámos a nossa superarma combinada.

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

Uma nanocamada de partículas com siRNA contra a bomba química,

plus, we have the dox in the core.

mais a dox no núcleo.

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

Reparem — verificámos que os tumores deixaram de crescer

they actually decreased in size

e também diminuíram de tamanho

and were eliminated in some cases.

e, nalguns casos, foram eliminados.

The tumors were actually regressing.

Os tumores estavam a regredir.

(Applause)

(Aplausos)

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

O que é importante nesta abordagem é que pode ser personalizada.

We can add many different layers of siRNA

Podemos adicionar muitas camadas diferentes de siRNA

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

para tratar de diferentes mutações e mecanismos de defesa de tumores.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

Podemos pôr drogas diferentes no núcleo da nanopartícula.

As doctors learn how to test patients

À medida que os médicos aprendam a testar os doentes

and understand certain tumor genetic types,

e compreendam determinados tipos genéticos de tumores,

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

podem ajudar-nos a determinar

quais os doentes que podem beneficiar desta estratégia

and which gene blockers we can use.

e quais os bloqueadores genéticos que podemos usar.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

O cancro do ovário vibra em mim uma corda especial.

It is a very aggressive cancer,

É um cancro muito agressivo,

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

em parte porque só se descobre em fases muito tardias,

when it's highly advanced

quando está demasiado avançado

and there are a number of genetic mutations.

e há uma série de mutações genéticas.

After the first round of chemotherapy,

Depois da primeira fase de quimioterapia

this cancer comes back for 75 percent of patients.

este cancro regressa em 75% das doentes.

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

Normalmente, regressa numa forma resistente às drogas.

High-grade ovarian cancer

O cancro do ovário de alto nível

is one of the biggest supervillains out there.

é um dos supervilões á solta.

And we're now directing our superweapon

Estamos agora a dirigir a nossa superarma

toward its defeat.

para o derrotar.

As a researcher,

Enquanto investigadora,

I usually don't get to work with patients.

normalmente não trabalho com doentes.

Mas, recentemente, encontrei uma mãe sobrevivente dum cancro do ovário.

But I recently met a mother

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

Mimi e a sua filha Paige.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Senti-me profundamente inspirada pelo otimismo e força

that both mother and daughter displayed

que mãe e filha exibiam

and by their story of courage and support.

e pela sua história de coragem e apoio.

At this event, we spoke about the different technologies

Nesta conferência, falámos das diversas tecnologias

directed at cancer.

viradas para o cancro.

And Mimi was in tears

Mimi estava desfeita em lágrimas

as she explained how learning about these efforts

quando me explicou que ouvir falar destes esforços

gives her hope for future generations,

lhe dá esperança para as gerações futuras,

including her own daughter.

incluindo a sua filha.

This really touched me.

Isso comoveu-me.

It's not just about building really elegant science.

Não se trata apenas de criar uma ciência elegante,

trata-se de mudar a vida das pessoas.

It's about changing people's lives.

It's about understanding the power of engineering

Trata-se de perceber o poder da engenharia

on the scale of molecules.

à escala das moléculas.

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

À medida que estudantes como Paige, avançam nas suas carreiras,

they'll open new possibilities

vão abrir novas possibilidades

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

na abordagem de alguns dos grandes problemas de saúde mundiais

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

— incluindo o cancro do ovário, os distúrbios neurológicos,

as doenças infecciosas —

tal como a engenharia química encontrou forma de me abrir algumas portas

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

and has provided a way of engineering

e me proporcionou uma forma de engenharia

on the tiniest scale, that of molecules,

à escala mais diminuta, a das moléculas,

to heal on the human scale.

para curar à escala humana.

Thank you.

(Applause)

Obrigada.

(Aplausos)