A new superweapon in the fight against cancer | Paula Hammond

Переводчик: Natalia Ost Редактор: Anna Kotova

Cancer affects all of us --

Рак никого не оставляет в стороне,

especially the ones that come back over and over again,

особенно те его виды, которые склонны к рецидивам,

the highly invasive and drug-resistant ones,

инвазивные и устойчивые к препаратам,

the ones that defy medical treatment,

те, что не поддаются терапии,

even when we throw our best drugs at them.

даже если на борьбу с ними бросают лучшие лекарства.

Engineering at the molecular level,

Молекулярная инженерия

working at the smallest of scales,

работает на микроуровне

can provide exciting new ways

и может стать мощным оружием

to fight the most aggressive forms of cancer.

в борьбе с самыми агрессивными формами рака.

Cancer is a very clever disease.

Рак — очень умная болезнь.

There are some forms of cancer,

Существуют формы рака,

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

с которыми мы, к счастью, справляемся относительно хорошо,

with known and established drugs and surgery.

используя известные и зарекомендовавшие себя препараты.

But there are some forms of cancer

Но некоторые формы рака

that don't respond to these approaches,

не реагируют на такое лечение.

and the tumor survives or comes back,

Опухоль не исчезает или возникает вновь,

even after an onslaught of drugs.

даже если на неё наступают по всем фронтам.

We can think of these very aggressive forms of cancer

Об этих агрессивных формах рака можно думать

as kind of supervillains in a comic book.

как о суперзлодеях из комиксов.

They're clever, they're adaptable,

Они умны, легко адаптируются

and they're very good at staying alive.

и очень живучи.

And, like most supervillains these days,

Как часто бывает в наши дни,

their superpowers come from a genetic mutation.

своей суперсилой они обязаны генетической мутации.

The genes that are modified inside these tumor cells

Модифицированные гены в клетках опухоли

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

бывают запрограмированны на новые, ранее не виданные способы выживания,

allowing the cancer cell to live through

что позволяет раку пережить

even our best chemotherapy treatments.

любые курсы химиотерапии.

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

Например, гены позволяют клетке,

even as the drug approaches the cell,

когда она попадает в поле действия препарата,

to push the drug out,

вытолкнуть его,

before the drug can have any effect.

прежде чем он возымеет действие.

Imagine -- the cell effectively spits out the drug.

Представьте, клетка успешно «выплёвывает» лекарство.

This is just one example of the many genetic tricks

И это только один из возможных генетических трюков,

in the bag of our supervillain, cancer.

припасённых суперзлодеем раком.

All due to mutant genes.

И всё из-за мутировавших генов.

So, we have a supervillain with incredible superpowers.

Итак, есть суперзлодей с невероятной суперсилой.

And we need a new and powerful mode of attack.

А нам нужно новое мощное оружие против него.

Actually, we can turn off a gene.

На самом деле можно отключить этот ген.

The key is a set of molecules known as siRNA.

Секрет в наборе молекул, известных как миРНК:

siRNA are short sequences of genetic code

миРНК — это короткие цепочки генетического кода,

that guide a cell to block a certain gene.

помогающие клетке заблокировать определённый ген.

Each siRNA molecule can turn off a specific gene

Каждая молекула миРНК отвечает за «отключение» конкретного гена

inside the cell.

внутри клетки.

For many years since its discovery,

Многие годы с момента этого открытия

scientists have been very excited

учёные питали надежду

about how we can apply these gene blockers in medicine.

использовать блокировку генов в медицине.

But, there is a problem.

Однако есть проблема:

siRNA works well inside the cell.

миРНК работает внутри клетки,

But if it gets exposed to the enzymes

но под воздействием энзимов,

that reside in our bloodstream or our tissues,

находящихся в кровотоке или тканях тела,

it degrades within seconds.

миРНК распадается за секунды.

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

Её нужно защитить в путешествии по организму,

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

пока она не доберётся до цели, не попадёт в раковую клетку.

So, here's our strategy.

Вот наша стратегия:

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

сначала мы накачаем раковую клетку миРНК, блокатором генов,

and silence those survival genes,

и отключим гены выживания,

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

а затем ударим по ней химиотерапией.

But how do we carry that out?

Но как это провернуть?

Using molecular engineering,

Используя молекулярную инженерию,

we can actually design a superweapon

мы можем разработать супероружие,

that can travel through the bloodstream.

способное передвигаться по кровотоку.

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

Оно должно быть крошечным, чтобы пройти по сосудам,

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

проникнуть в опухоль

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

и внутрь раковой клетки.

To do this job well,

Чтобы справиться с этим заданием,

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

супероружие должно быть в сто раз меньше человеческого волоса.

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

Давайте разберём, как можно построить такую наночастицу.

First, let's start with the nanoparticle core.

Начнём с ядра наночастицы —

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

это крошечная капсула, содержащая химиопрепарат,

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

отраву, убивающую клетки опухоли.

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

Вокруг ядра мы обернём очень тонкий,

nanometers-thin blanket of siRNA.

не толще нанометра, слой миРНК.

This is our gene blocker.

Это наш блокатор генов.

Because siRNA is strongly negatively charged,

Поскольку миРНК имеет сильный отрицательный заряд,

we can protect it

её можно уберечь

with a nice, protective layer of positively charged polymer.

с помощью защитного слоя положительно заряженного полимера.

The two oppositely charged molecules stick together

Две противоположно заряженные молекулы

through charge attraction,

притягиваются друг к другу,

and that provides us with a protective layer

что создаёт защитный слой

that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream.

и позволяет миРНК без потерь пройти по кровотоку.

We're almost done.

Почти готово.

(Laughter)

(Смех)

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

Но приходится решить ещё одну большую проблему.

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

Возможно, самую большую проблему.

How do we deploy this superweapon?

Как это супероружие запустить?

I mean, every good weapon needs to be targeted,

Любое продвинутое вооружение должно быть направленным.

we have to target this superweapon to the supervillain cells

Это супероружие нужно нацелить на суперзлодейские клетки

that reside in the tumor.

в опухоли.

But our bodies have a natural immune-defense system:

Однако наши тела имеют естественную иммунную защиту:

cells that reside in the bloodstream

лейкоциты находятся в крови,

and pick out things that don't belong,

вычисляют чужаков,

so that it can destroy or eliminate them.

чтобы их уничтожить или устранить.

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

Так вот, наша наночастица считается чужаком.

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

Её нужно провести мимо защитной системы опухоли

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

и мимо защитной системы организма

by disguising it.

под прикрытием.

So we add one more negatively charged layer

Добавляем наночастице

around this nanoparticle,

ещё один отрицательно заряженный слой.

which serves two purposes.

Он служит двум целям.

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

Во-первых, этот внешний слой состоит из имеющих естественный заряд

highly hydrated polysaccharides that resides in our body.

сильно гидрированных полисахаридов, существующих в теле человека.

It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle

Вокруг наночастицы образуется облако из молекул воды,

that gives us an invisibility cloaking effect.

играющих роль мантии-невидимки.

This invisibility cloak allows the nanoparticle

В такой мантии наночастица

to travel through the bloodstream

может путешествовать по кровотоку

long and far enough to reach the tumor,

столько, сколько нужно, чтобы добраться до опухоли

without getting eliminated by the body.

и не быть уничтоженной организмом.

Second, this layer contains molecules

Во-вторых, в этом слое есть молекулы,

which bind specifically to our tumor cell.

связывающиеся исключительно с клетками опухоли.

Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle,

Как только они встречаются, раковая клетка поглощает наночастицу,

and now we have our nanoparticle inside the cancer cell

и та, оказавшись внутри раковой клетки,

and ready to deploy.

готова атаковать.

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

У меня тоже такой настрой. Давай!

(Applause)

(Аплодисменты)

The siRNA is deployed first.

Первой начинает атаку миРНК.

It acts for hours,

Она действует несколько часов,

giving enough time to silence and block those survival genes.

этого достаточно, чтобы заблокировать гены выживания.

We have now disabled those genetic superpowers.

Итак, генетическую суперсилу мы отключили.

What remains is a cancer cell with no special defenses.

Осталась раковая клетка, не имеющая специальной защиты.

Then, the chemotherapy drug comes out of the core

Затем из ядра наночастицы поступает химиопрепарат

and destroys the tumor cell cleanly and efficiently.

и разрушает раковую клетку чётко и эффективно.

With sufficient gene blockers,

Если блокаторов генов достаточно,

we can address many different kinds of mutations,

можно справиться со многими различными видами мутаций,

allowing the chance to sweep out tumors,

что даст шанс начисто и безвовзвратно

without leaving behind any bad guys.

избавиться от опухолей.

So, how does our strategy work?

Как же работает наша стратегия?

We've tested these nanostructure particles in animals

Мы опробовали эти наночастицы на животных

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

с очень агрессивной формой трижды негативного рака груди.

This triple-negative breast cancer exhibits the gene

При таком виде рака наблюдается ген,

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

мгновенно выталкивающий химиопрепарат из раковой клетки.

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

Обычно первым против рака груди бросают

that is the first line of treatment for breast cancer.

доксорубицин, или коротко докс.

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

Сначала животные получали только докс.

The tumor slowed their rate of growth,

У опухолей снизились темпы роста,

but they still grew rapidly,

но росли они всё равно быстро,

doubling in size over a period of two weeks.

за две недели увеличиваясь вдвое.

Then, we tried our combination superweapon.

Затем было использовано супероружие:

A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump,

наночастица с комбинацией миРНК, химии

plus, we have the dox in the core.

и доксом в ядре.

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

В результате опухоли не только перестали расти,

they actually decreased in size

но и уменьшились в размере,

and were eliminated in some cases.

а в некоторых случаях даже исчезли.

The tumors were actually regressing.

Опухоли действительно отступали.

(Applause)

(Аплодисменты)

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

Этот подход особенно хорош тем, что может быть персонализирован.

We can add many different layers of siRNA

Можно добавлять множество разных слоёв миРНК,

to address different mutations and tumor defense mechanisms.

направленных против конкретных мутаций и раковых защитных механизмов.

And we can put different drugs into the nanoparticle core.

В ядро наночастицы можно поместить различные лекарства.

As doctors learn how to test patients

Врачи повышают уровень диагностики,

and understand certain tumor genetic types,

учатся понимать определённые генетические типы опухолей;

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

так мы узнаём, каким пациентам будет полезна наша стратегия

and which gene blockers we can use.

и какие блокаторы генов использовать.

Ovarian cancer strikes a special chord with me.

Рак яичников особенно задевает меня за живое.

It is a very aggressive cancer,

Это очень агрессивный вид рака,

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

к тому же его обнаруживают только на поздних стадиях,

when it's highly advanced

когда он уже сильно развит

and there are a number of genetic mutations.

и приобрёл ряд генетических мутаций.

After the first round of chemotherapy,

После первого курса химиотерапии

this cancer comes back for 75 percent of patients.

этот рак возвращается у 75% пациентов.

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

Обычно новая форма устойчива к лекарствам.

High-grade ovarian cancer

Развитый рак яичников —

is one of the biggest supervillains out there.

один из худших суперзлодеев.

And we're now directing our superweapon

Сейчас мы ставим целью уничтожить его

toward its defeat.

своим супероружием.

As a researcher,

Как исследователь

I usually don't get to work with patients.

я обычно не работаю с пациентами.

But I recently met a mother

Однако недавно я встретила Мими,

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

пережившую рак яичника, и её дочь Пейдж.

I was deeply inspired by the optimism and strength

Меня по-настоящему вдохновили оптимизм и сила

that both mother and daughter displayed

матери и дочери,

and by their story of courage and support.

а также их история смелости и поддержки.

At this event, we spoke about the different technologies

На том мероприятии мы говорили о разных технологиях,

directed at cancer.

направленных против рака.

And Mimi was in tears

Мими не сдержала слёз,

as she explained how learning about these efforts

когда объясняла, что знание об этих разработках

gives her hope for future generations,

даёт ей надежду на лучшее будущее,

including her own daughter.

в том числе для её дочери.

This really touched me.

Меня это тронуло.

It's not just about building really elegant science.

Дело не только в создании элегантной научной теории.

It's about changing people's lives.

Важно, что мы меняем жизни людей,

It's about understanding the power of engineering

осознаём возможности

on the scale of molecules.

молекулярной инженерии.

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

Знаю, что такие студенты, как Пейдж, профессионально развиваясь,

they'll open new possibilities

откроют новые возможности

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

решения крупнейших медицинских проблем современности,

including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease --

включая рак яичников, неврологические расстройства, инфекционные заболевания,

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

так же, как химическая инженерия дала мне шанс

and has provided a way of engineering

достигать целей

on the tiniest scale, that of molecules,

на уровне молекул

to heal on the human scale.

и исцелять всего человека.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)