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

Tradutor: Monica Paz Revisora: Margarida Ferreira

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

Era uma tarde de domingo em abril deste ano.

My phone was ringing,

O meu telefone estava a tocar.

I picked it up.

Eu atendi.

The voice said, "It's Rebecca.

A voz disse: "É a Rebecca.

I'm just calling to invite you

"Ligo apenas para te convidar

to my funeral."

"para o meu funeral."

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

Eu disse: "Rebecca, do que é que falas?

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

Ela disse: "Joy, como minha amiga, tens de me deixar partir,

It's my time."

"chegou a minha hora."

The next day, she was dead.

No dia seguinte, ela estava morta.

Rebecca was 31 years old when she died.

A Rebeca tinha 31 anos quando morreu.

She had an eight-year struggle with breast cancer.

Ela teve uma luta de oito anos com um cancro da mama.

It came back three times.

Voltou 3 vezes.

I failed her.

Eu não a ajudei.

The scientific community failed her.

A comunidade científica não a ajudou

And the medical community failed her.

e a comunidade médica não a ajudou.

And she's not the only one.

Mas não é só ela.

Every five seconds,

Em cada cinco segundos,

someone dies of cancer.

alguém morre de cancro.

Today, we medical researchers are committed

Hoje, nós, investigadores médicos, estamos empenhados

to having Rebecca and people like her

em que a Rebeca, e pessoas como ela,

be one of the last patients that we fail.

sejam dos últimos pacientes que não podemos ajudar.

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

O governo dos EUA, sozinho, gastou mais de 100 mil milhões

na investigação do cancro, desde os anos 70,

since the 1970s,

with limited progress in regards to patient survival,

com progressos limitados em relação à sobrevivência dos doentes,

especially for certain types of very aggressive cancers.

especialmente em certos tipos de cancros muito agressivos.

So we need a change because, clearly,

Logo, precisamos de uma mudança porque, claramente

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

o que temos vindo a fazer até à data, não tem funcionado.

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

E o que fazemos na medicina é enviar bombeiros,

because cancer is like a big fire.

porque o cancro é como um grande incêndio,

And these firefighters are the cancer drugs.

e estes bombeiros são os medicamentos contra o cancro,

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

mas estamos a enviá-los sem o camião-cisterna,

so without transportation, without ladders

ou seja, sem transporte, sem escadas

and without emergency equipment.

e sem equipamento de emergência.

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

Mais de 99% destes bombeiros nunca chegam ao incêndio.

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

Mais de 99% dos medicamentos contra o cancro nunca chegam ao tumor

because they lack transportation and tools

porque não têm transporte, nem ferramentas

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

para levá-los ao local do destino.

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

Acontece que tem tudo a ver com a localização.

(Laughter)

(Risos)

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

Precisamos do camião dos bombeiros para chegarmos ao local certo.

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

Eu venho aqui dizer que as nanopartículas são os camiões-cisterna.

We can load cancer drugs inside nanoparticles,

Podemos carregar os medicamentos contra o cancro dentro das nanopartículas,

and nanoparticles can function as the carrier

e as nanopartículas podem funcionar como transportadoras

and necessary equipment

e como equipamento necessário

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

para levar o medicamento contra o cancro ao centro do tumor.

So what are nanoparticles,

Então, o que são nanopartículas?

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

O que significa ser nanométrico?

Well, there are many different types of nanoparticles

Existem muitos tipos diferentes de nanopartículas

made out of various materials,

feitas de vários materiais,

such as metal-based nanoparticles

tais como nanopartículas de metal

or fat-based nanoparticles.

ou nanopartículas à base de gordura.

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

Mas, para ilustrar o significado de nanométrico,

I took one of my hair strands

arranquei um dos meus cabelos

and placed it under the microscope.

e coloquei-o sob o microscópio.

Now, I have very thin hair,

Eu tenho o cabelo muito fino.

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

O meu cabelo tem aproximadamente 40 000 nanómetros de diâmetro.

So this means, if we take 400 of our nanoparticles

Isto significa que, se agarrarmos em 400 das nossas nanopartículas

and we stack them on top of each other,

e as empilharmos umas sobre as outras,

we get the thickness of a single hair strand.

teremos a espessura de um simples cabelo.

I lead a nanoparticle laboratory to fight cancer and other diseases

Eu lidero um laboratório de nanopartículas que combatem o cancro e outras doenças

at Mayo Clinic here in Jacksonville.

na Clínica Mayo, aqui em Jacksonville.

And at Mayo Clinic,

Na clínica Mayo

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

possuímos as ferramentas para fazer a diferença nos pacientes,

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

graças a doações generosas e subsídios para financiar a nossa investigação.

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

Como é que estas nanopartículas

transportam para o tumor a medicação contra o cancro?

to the tumor?

Well, they have an extensive toolbox.

Elas têm uma extensa caixa de ferramentas.

Cancer drugs without nanoparticles are quickly washed out of the body

Os medicamentos contra o cancro sem as nanopartículas

são rapidamente eliminadas do corpo através dos rins

through the kidneys

because they're so small.

porque são muito pequenos.

So it's like water going through a sieve.

Logo, é como água a passar por uma peneira.

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

Não têm tempo para chegar ao tumor.

Here we see an illustration of this.

Vemos aqui uma ilustração disso.

Temos os bombeiros — os medicamentos contra o cancro —

We have the firefighters, the cancer drugs.

They're circulating in the blood,

que estão a circular no sangue,

but they're quickly washed out of the body

mas que são rapidamente eliminados do corpo

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

e acabam por não entrar no tumor.

But if we put these cancer drugs inside nanoparticles,

Mas, se pusermos estes medicamentos para o cancro dentro das nanopartículas,

they will not get washed out by the body

eles não serão eliminados do corpo

because the nanoparticles are too big.

porque as nanopartículas são muito grandes,

And they will continue to circulate in the blood,

e continuarão a circular no sangue

giving them more time to find the tumor.

dando-lhes mais tempo para encontrar o tumor.

And here we see the cancer drug, the firefighters,

Vemos aqui o medicamento contra o cancro — os bombeiros dentro do camião-cisterna —

inside the fire truck, the nanoparticles.

as nanopartículas.

They're circulating in the blood,

Estão a circular no sangue

they don't get washed out

não são eliminadas

and they actually end up reaching the tumor.

e acabam por chegar ao tumor.

And so what other tools do nanoparticles have?

Que outras ferramentas têm as nanopartículas?

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

Elas podem impedir que os medicamentos para o cancro

sejam destruídos dentro do corpo.

There are certain very important but sensitive drugs

Há certas drogas, muito importantes mas sensíveis,

that are easily degraded by enzymes in the blood.

que são facilmente decompostas por enzimas no sangue.

So unless they have this nanoparticle protection,

Logo, a menos que elas tenham esta proteção de nanopartículas,

they will not be able to function.

não conseguirão funcionar.

Another nanoparticle tool are these surface extensions

Outra ferramenta da nanopartícula são estas extensões de superfície

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

que são como mãos minúsculas com dedos que se agarram ao tumor

and fit exactly onto it,

e se encaixam exatamente nele.

so that when the nanoparticles are circulating,

Assim, quando as nanopartículas estão em circulação,

they can attach onto the cancer cells,

conseguem ligar-se às células cancerosas,

buying the cancer drugs more time to do their job.

dando mais tempo ao medicamento contra o cancro para fazer o seu trabalho.

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

Estes são apenas alguns dos instrumentos que as nanopartículas têm

And today,

e atualmente,

we have more than 10 clinically approved nanoparticles for cancer

temos mais de 10 nanopartículas clinicamente aprovadas para o cancro

that are given to patients all over the world.

que são dadas a pacientes em todo o mundo.

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

No entanto, temos pacientes, como a Rebeca, que morrem.

So what are the major challenges and limitations

Então, quais são os principais desafios e limitações

with currently approved nanoparticles?

das nanopartículas atualmente aprovadas?

Well, a major challenge is the liver,

O principal problema é o fígado,

because the liver is the body's filtration system,

porque o fígado é o sistema de filtração do corpo.

and the liver recognizes and destroys foreign objects,

O fígado reconhece e destrói objetos estranhos

such as viruses, bacteria and also nanoparticles.

como os vírus, as bactérias e também as nanopartículas.

And the immune cells in the liver eat the nanoparticles,

As células imunitárias no fígado engolem as nanopartículas,

preventing them from reaching the tumor.

impedindo-as de chegar ao tumor.

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

Vemos aqui uma ilustração em que os rins já não são um problema,

but these fire trucks, the nanoparticles,

mas estes camiões-cisterna, as nanopartículas,

get stuck in the liver

ficam presas no fígado

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

e só poucas chegam ao tumor.

So a future strategy to improve nanoparticles

Uma estratégia futura para a melhoria das nanopartículas

is to temporarily disarm the immune cells in the liver.

é desarmar, temporariamente, as células imunitárias do fígado.

So how do we disarm these cells?

Como é que desarmamos essas células?

Well, we looked at drugs that were already clinically approved

Analisámos os medicamentos

já aprovados clinicamente para outras indicações

for other indications

to see if any of them could stop the immune cells

para verificar se algum deles poderia impedir as células imunitárias

from eating the nanoparticles.

de destruir as nanopartículas.

And unexpectedly, in one of our preclinical studies,

Inesperadamente, num dos nossos ensaios pré-clínicos,

we found that a 70-year-old malaria drug

verificámos que um medicamento para a malária, com 70 anos,

was able to stop the immune cells from internalizing the nanoparticles

conseguiu impedir as células imunitárias de interiorizar as nanopartículas

so that they could escape the liver

para elas poderem escapar do fígado

and continue their journey to their goal, the tumor.

e continuar a sua jornada até ao objetivo, o tumor.

And here we see the illustration of blocking the liver.

Vemos aqui a ilustração do bloqueio do fígado.

The nanoparticles don't go there,

As nanopartículas não passam por lá

and they instead end up in the tumor.

e, em vez disso, acabam no tumor.

So, sometimes, unexpected connections are made in science

Por vezes, aparecem conexões inesperadas, na ciência,

that lead to new solutions.

que conduzem a novas soluções.

Another strategy for preventing nanoparticles

Outra estratégia para impedir

from getting stuck in the liver

que as nanopartículas fiquem presas no fígado

is to use the body's own nanoparticles.

é o uso das nanopartículas do próprio corpo.

Yes -- surprise, surprise.

Sim — surpresa, surpresa!

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

Você e você e você, e todos nós temos muitas nanopartículas

circulating in our bodies.

a circular no nosso corpo.

And because they're part of our bodies,

Como elas fazem parte do nosso corpo,

the liver is less likely to label them as foreign.

é pouco provável que o fígado as identifique como estranhas.

And these biological nanoparticles can be found in the saliva,

Estas nanopartículas biológicas encontram-se na saliva,

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

no sangue, na urina, no suco pancreático.

And we can collect them from the body

Podemos recolhê-las do corpo

and use them as fire trucks for cancer drugs.

e usá-las como camiões de bombeiros para os medicamentos contra o cancro.

And in this case,

Neste caso, as células imunológicas do fígado

the immune cells in the liver are less likely to eat

terão menos propensão para destruir as nanopartículas biológicas.

the biological nanoparticles.

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

Estamos a usar um conceito de cavalo de Troia

to fool the liver.

para enganar o fígado.

And here we see the biological nanoparticles

Vemos aqui as nanopartículas biológicas

circulating in the blood.

a circular no sangue.

They don't get recognized by the liver,

Não são reconhecidas pelo fígado

and they end up in the tumor.

e acabam por chegar ao tumor.

And in the future,

No futuro,

we want to exploit nature's own nanoparticles

queremos explorar as nanopartículas da própria Natureza

for cancer drug delivery,

para a administração dos medicamentos contra o cancro,

to reduce side effects and save lives

para reduzir os efeitos secundários e salvar vidas,

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

impedindo que os medicamentos contra o cancro fiquem no local errado.

However, a major problem has been:

Porém, tem havido um grande problema.

How do we isolate these biological nanoparticles in large quantities

Como isolamos estas nanopartículas biológicas em grandes quantidades,

without damaging them?

sem as danificar?

My lab has developed an efficient method for doing this.

O meu laboratório desenvolveu um método eficaz para fazer isso.

We can process large quantities of liquids from the body

Podemos processar grandes quantidades de líquidos do corpo

to produce a highly concentrated, high-quality formulation

para produzir uma formulação altamente concentrada e de alta qualidade

of biological nanoparticles.

de nanopartículas biológicas.

And these nanoparticles are not yet in clinical use,

Estas nanopartículas ainda não se encontram em uso clínico

because it takes an average of 12 years

porque demora, em média, 12 anos

to get something from the lab

para um medicamento sair do laboratório

to your medicine cabinet.

e entrar no armário de medicamentos.

And this is the type of challenge that requires teamwork

Este é o tipo de problema que requer um trabalho de equipa

from scientists and physicians,

de cientistas e médicos

who dedicate their lives to this battle.

que dedicam a sua vida a esta batalha.

And we keep going, thanks to inspiration from patients.

E continuamos graças à inspiração dos pacientes.

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

Acredito que, se continuarmos a trabalhar nestas nanomedicinas

we will be able to reduce harm to healthy organs,

conseguiremos reduzir os danos em órgãos saudáveis,

improve quality of life

melhorar a qualidade de vida

and save future patients.

e salvar futuros pacientes.

I like to imagine

Gosto de imaginar

that if these treatments had been available for Rebecca,

que, se estes tratamentos estivessem disponíveis para a Rebecca,

that call from her

aquele telefonema

could have been an invitation

poderia ter sido um convite,

not to her funeral,

não para o seu funeral,

but her wedding.

mas para o seu casamento.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)