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

Tradutor: Pedro Martins Revisora: Margarida Ferreira

You may not realize this,

Podem não se aperceber,

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

mas há mais bactérias no vosso corpo do que estrelas na nossa galáxia.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Este fascinante universo de bactérias dentro de nós

is an integral part of our health,

é parte integrante da nossa saúde,

and our technology is evolving so rapidly

e a nossa tecnologia evolui tão rapidamente

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

que hoje podemos programar estas bactérias como programamos computadores.

Este diagrama que aqui veem,

Now, the diagram that you see here,

I know it looks like some kind of sports play,

sei que parece uma espécie de jogada desportiva,

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

mas, na verdade, é um modelo do primeiro programa bacteriano que desenvolvi.

And like writing software, we can print and write DNA

Tal como a programar "software", podemos imprimir e escrever ADN

into different algorithms and programs inside of bacteria.

em diferente algoritmos e programas dentro de bactérias.

What this program does is produces fluorescent proteins

O que este programa faz é produzir proteínas fluorescentes

in a rhythmic fashion

de uma forma rítmica

and generates a small molecule

e gerar uma pequena molécula

that allows bacteria to communicate and synchronize,

que permite que as bactérias comuniquem e se sincronizem,

as you're seeing in this movie.

tal como veem neste vídeo.

The growing colony of bacteria that you see here

A crescente colónia de bactérias que aqui veem

is about the width of a human hair.

tem a largura de um cabelo humano.

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

O que não podem ver é que o nosso programa genético

instructs these bacteria to each produce small molecules,

instrui estas bactérias para que produzam pequenas moléculas

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

e estas moléculas viajam entre milhares de bactérias individuais,

telling them when to turn on and off.

dizendo-lhes quando ligar e desligar.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

As bactérias sincronizam bastante bem a esta escala,

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

mas como a molécula que as sincroniza só pode viajar a determinada velocidade,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

em colónias de bactérias maiores, isto resulta em ondas de viagem

between bacteria that are far away from each other,

entre bactérias que estão afastadas umas das outras.

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

Podem ver estas ondas a ir da direita para a esquerda ao longo do ecrã.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

O nosso programa genético baseia-se num fenómeno natural

called quorum sensing,

chamado perceção de quórum,

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

em que bactérias ativam respostas coordenadas e, por vezes, virulentas

once they reach a critical density.

quando atingem a densidade crítica.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Podemos ver a perceção de quórum em ação neste vídeo,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

onde uma crescente colónia de bactérias só começa a brilhar

once it reaches a high or critical density.

quando atinge uma densidade alta ou crítica.

Our genetic program

O nosso programa genético

continua a produzir estes padrões rítmicos de proteínas fluorescentes

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

as the colony grows outwards.

à medida que a colónia cresce.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

A este vídeo e experiência em particular chamamos "Supernova",

because it looks like an exploding star.

pois parece uma estrela a explodir.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Além de programar estes belíssimos padrões,

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

perguntei-me que mais poderíamos levar estas bactérias a fazer?

And I decided to explore how we can program bacteria

E decidi explorar como poderíamos programas as bactérias

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

para detetar e tratar doenças no nosso corpo, como o cancro.

One of the surprising facts about bacteria

Um dos factos surpreendentes sobre as bactérias

is that they can naturally grow inside of tumors.

é que podem crescer naturalmente dentro de tumores.

This happens because typically tumors

Isto acontece porque, por regra, os tumores

are areas where the immune system has no access,

são áreas a que o sistema imunitário não tem acesso,

and so bacteria find these tumors

e, assim, as bactérias acham estes tumores

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

e usam-nos como um abrigo para crescerem e se propagarem.

We started using probiotic bacteria

Começámos a usar bactérias probióticas,

which are safe bacteria that have a health benefit,

que são bactérias seguras com benefícios para a saúde,

and found that when orally delivered to mice,

e descobrimos que, administrados oralmente a ratos,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

estes probióticos cresciam seletivamente dentro dos tumores de fígado.

We realized that the most convenient way

Percebemos que a forma mais conveniente

to highlight the presence of the probiotics,

de realçar a presença dos probióticos,

and hence, the presence of the tumors,

e, logo, a presença de tumores,

was to get these bacteria to produce a signal

era fazer estas bactérias produzirem um sinal

that would be detectable in the urine,

que fosse detetável na urina,

and so we specifically programmed these probiotics

e, assim, programámos especificamente estes probióticos

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

para fazer uma molécula que mudasse a cor da urina

to indicate the presence of cancer.

para indicar a presença de cancro.

Prosseguimos para mostrar que esta tecnologia

We went on to show that this technology

could sensitively and specifically detect liver cancer,

podia sensitiva e especificamente detetar o cancro do fígado

que é difícil de detetar de outra forma.

one that is challenging to detect otherwise.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Uma vez que estas bactérias se situam especificamente em tumores,

we've been programming them to not only detect cancer

temos vindo a programá-las não só para detetar o cancro,

but also to treat cancer

mas também para curá-lo,

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

produzindo moléculas terapêuticas dentro do ambiente do tumor,

that shrink the existing tumors,

que diminuem os tumores existentes.

and we've been doing this using quorum sensing programs

Temos vindo a fazê-lo com programas de perceção de quórum

like you saw in the previous movies.

como viram em vídeos anteriores.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Em resumo, imaginem, no futuro, tomar um probiótico programado

that could detect and treat cancer,

que pudesse detetar e curar o cancro,

or even other diseases.

ou até outras doenças.

Our ability to program bacteria

A capacidade de programar bactérias

and program life

e programar vida

opens up new horizons in cancer research,

abre novos horizontes na pesquisa do cancro.

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

Para partilhar esta visão, trabalhei com o artista Vik Muniz

to create the symbol of the universe,

para criar um símbolo do Universo,

made entirely out of bacteria or cancer cells.

feito inteiramente de células bacterianas e cancerígenas.

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

No final, espero que a beleza e propósito deste universo microscópico

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

inspire novas e criativas abordagens no futuro da pesquisa do cancro.

Thank you.

Obrigado.

(Aplausos)

(Applause)