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

Переводчик: Anna Novikova Редактор: Anna Kotova

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

Был обычный апрельский воскресный день.

My phone was ringing,

Зазвонил телефон,

I picked it up.

я взяла трубку

The voice said, "It's Rebecca.

и услышала: «Это Ребекка.

I'm just calling to invite you

Я звоню, чтобы пригласить тебя

to my funeral."

на свои похороны».

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

Я сказала: «Ребекка, что ты несёшь?»

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

А она мне: «Джой, ты моя подруга, тебе придётся меня отпустить.

It's my time."

Мой черёд настал».

The next day, she was dead.

На следующий день она умерла.

Rebecca was 31 years old when she died.

На момент смерти Ребекке был 31 год.

She had an eight-year struggle with breast cancer.

8 лет жизни она боролась с раком груди.

It came back three times.

Он возвращался трижды.

I failed her.

Я не спасла её.

The scientific community failed her.

Учёные не спасли её.

And the medical community failed her.

Медики не спасли её.

And she's not the only one.

И не только её.

Every five seconds,

Каждые 5 секунд

someone dies of cancer.

кто-то в мире умирает от рака.

Today, we medical researchers are committed

Сегодня мы, врачи-исследователи, обязаны сделать так,

to having Rebecca and people like her

чтобы Ребекка и другие онкопациенты

be one of the last patients that we fail.

стали последними, кого мы не смогли спасти.

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

Одно только правительство США потратило более $100 млрд на исследования рака

since the 1970s,

с 1970-х годов.

with limited progress in regards to patient survival,

Однако выживаемость пациентов повышается весьма медленно.

especially for certain types of very aggressive cancers.

Особенно это касается некоторых типов крайне агрессивных форм рака.

So we need a change because, clearly,

Нам нужны перемены, поскольку, очевидно,

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

то, что мы делали до сих пор, не работает.

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

Задача медиков — выслать пожарных,

because cancer is like a big fire.

потому что рак похож на большой пожар,

And these firefighters are the cancer drugs.

а пожарные — это лекарства от рака.

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

Но мы высылаем их без пожарной машины:

so without transportation, without ladders

без транспорта, лестниц

and without emergency equipment.

и спасательного оборудования.

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

Более 99% этих пожарных никогда не попадают на пожар.

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

Более 99% противораковых препаратов не проникают в опухоль,

because they lack transportation and tools

потому что им не хватает транспорта и инструментов,

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

чтобы добраться до места назначения.

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

Получается, счастье действительно в месте, в месте, в месте.

(Laughter)

(Смех)

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

Чтобы добраться до нужного места, нам нужна пожарная машина.

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

И я хочу рассказать вам, что такими машинами являются наночастицы.

We can load cancer drugs inside nanoparticles,

Можно загрузить лекарства от рака внутрь наночастиц,

and nanoparticles can function as the carrier

и наночастицы могут стать перевозчиками

and necessary equipment

и необходимым оборудованием,

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

чтобы доставить лекарства от рака в центр опухоли.

So what are nanoparticles,

Что такое наночастицы

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

и что такое наноразмер?

Well, there are many different types of nanoparticles

Есть много разных типов наночастиц

made out of various materials,

из разных материалов,

such as metal-based nanoparticles

например, наночастицы на основе металла

or fat-based nanoparticles.

или наночастицы на основе жира.

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

Чтобы показать наноразмер,

I took one of my hair strands

я взяла свой волос

and placed it under the microscope.

и поместила его под микроскоп.

Now, I have very thin hair,

У меня очень тонкие волосы,

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

поэтому диаметр моего волоса около 40 000 нанометров.

So this means, if we take 400 of our nanoparticles

Это значит, что если мы возьмём 400 наночастиц

and we stack them on top of each other,

и поставим их друг на друга,

we get the thickness of a single hair strand.

то получим толщину одного волоса.

I lead a nanoparticle laboratory to fight cancer and other diseases

Я руковожу лабораторией наномедицины для борьбы с раком и другими болезнями

at Mayo Clinic here in Jacksonville.

в клинике Мэйо в Джексонвилле.

And at Mayo Clinic,

У нас есть

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

все необходимые условия для улучшения жизни пациентов,

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

благодаря щедрым пожертвованиям и грантам на развитие исследований.

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

Как же наночастицы могут транспортировать лекарства от рака

to the tumor?

к опухоли?

Well, they have an extensive toolbox.

Для этого у них есть обширный набор свойств.

Cancer drugs without nanoparticles are quickly washed out of the body

Без наночастиц противораковые препараты быстро вымываются из организма

through the kidneys

через почки,

because they're so small.

потому что они слишком мелкие.

So it's like water going through a sieve.

Они утекают, как вода сквозь сито,

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

и им не хватает времени, чтобы добраться до опухоли.

Here we see an illustration of this.

Этот процесс показан на рисунке.

We have the firefighters, the cancer drugs.

Пожарные — лекарства от рака

They're circulating in the blood,

циркулируют в крови,

but they're quickly washed out of the body

но быстро вымываются из тела

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

и не успевают проникнуть в опухоль.

But if we put these cancer drugs inside nanoparticles,

Но если мы поместим лекарства в наночастицы,

they will not get washed out by the body

организм не вымоет их,

because the nanoparticles are too big.

поскольку наночастицы слишком большие.

And they will continue to circulate in the blood,

Они продолжат циркулировать в крови,

giving them more time to find the tumor.

и у них будет больше времени, чтобы найти опухоль.

And here we see the cancer drug, the firefighters,

Здесь мы видим лекарства-пожарных

inside the fire truck, the nanoparticles.

внутри машины-наночастицы.

They're circulating in the blood,

Они циркулируют в крови,

they don't get washed out

они не вымываются

and they actually end up reaching the tumor.

и в конце концов достигают опухоли.

And so what other tools do nanoparticles have?

Какие ещё свойства есть у наночастиц?

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

Они защищают лекарства от разрушения внутри организма.

There are certain very important but sensitive drugs

Есть некоторые очень важные, но чувствительные препараты,

that are easily degraded by enzymes in the blood.

которые легко расщепляются энзимами крови.

So unless they have this nanoparticle protection,

Если их не защитить наночастицами,

they will not be able to function.

они не смогут функционировать.

Another nanoparticle tool are these surface extensions

Ещё одно свойство наночастиц — присоски на поверхности,

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

похожие на ручки с пальчиками, которыми они цепляются к опухоли

and fit exactly onto it,

и проникают в неё.

so that when the nanoparticles are circulating,

Когда наночастицы циркулируют в крови,

they can attach onto the cancer cells,

они могут цепляться к раковым клеткам,

buying the cancer drugs more time to do their job.

давая лекарствам больше времени на работу.

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

Это лишь некоторые из многих свойств наночастиц.

And today,

Сегодня

we have more than 10 clinically approved nanoparticles for cancer

у нас есть более 10 клинически одобренных наночастиц для лечения рака,

that are given to patients all over the world.

которые дают пациентам по всему миру.

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

Однако у нас ещё есть пациенты, которые умирают, как Ребекка.

So what are the major challenges and limitations

Каковы главные трудности и ограничения

with currently approved nanoparticles?

у одобренных на данный момент наночастиц?

Well, a major challenge is the liver,

Главная проблема — это печень,

because the liver is the body's filtration system,

потому что печень — это система фильтрации организма.

and the liver recognizes and destroys foreign objects,

Она распознаёт и разрушает инородные тела:

such as viruses, bacteria and also nanoparticles.

вирусы, бактерии и наночастицы.

And the immune cells in the liver eat the nanoparticles,

Иммунные клетки печени съедают наночастицы,

preventing them from reaching the tumor.

не давая им добраться до опухоли.

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

На этом рисунке мы видим, что проблему с почками удалось решить,

but these fire trucks, the nanoparticles,

но эти машины-наночастицы

get stuck in the liver

застревают в печени,

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

и до опухоли добирается меньше наночастиц, чем могло бы быть.

So a future strategy to improve nanoparticles

Дальнейшая стратегия по улучшению наночастиц —

is to temporarily disarm the immune cells in the liver.

временно обезоружить иммунные клетки печени.

So how do we disarm these cells?

Как же это сделать?

Well, we looked at drugs that were already clinically approved

Мы рассмотрели лекарства, которые уже были клинически одобрены

for other indications

для других показаний,

to see if any of them could stop the immune cells

чтобы проверить, могут ли они помешать иммунным клеткам

from eating the nanoparticles.

поглощать наночастицы.

And unexpectedly, in one of our preclinical studies,

Неожиданно в одном из наших доклинических исследований

we found that a 70-year-old malaria drug

мы обнаружили, что лекарство от малярии 70-летней давности

was able to stop the immune cells from internalizing the nanoparticles

смогло помешать иммунным клеткам поглощать наночастицы,

so that they could escape the liver

и они смогли покинуть печень

and continue their journey to their goal, the tumor.

и продолжить путь к своей цели — опухоли.

And here we see the illustration of blocking the liver.

Здесь мы видим, что печень заблокирована.

The nanoparticles don't go there,

Наночастицы не попадают в неё

and they instead end up in the tumor.

и вместо этого оказываются в опухоли.

So, sometimes, unexpected connections are made in science

Вот так иногда в науке создаются неожиданные взаимосвязи,

that lead to new solutions.

которые приводят к новым решениям.

Another strategy for preventing nanoparticles

Ещё одна стратегия защиты наночастиц

from getting stuck in the liver

от застревания в печени —

is to use the body's own nanoparticles.

это использование собственных наночастиц организма.

Yes -- surprise, surprise.

Да! Вот так сюрприз!

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

У каждого из нас есть множество наночастиц,

circulating in our bodies.

циркулирующих в организме.

And because they're part of our bodies,

Поскольку они часть нашего тела,

the liver is less likely to label them as foreign.

печень реже расценивает их как инородные тела.

And these biological nanoparticles can be found in the saliva,

Эти биологические наночастицы можно найти в слюне,

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

крови, моче, поджелудочном соке.

And we can collect them from the body

Мы можем собрать их из организма

and use them as fire trucks for cancer drugs.

и использовать в качестве пожарных машин для лекарств от рака.

And in this case,

В этом случае

the immune cells in the liver are less likely to eat

иммунные клетки печени будут менее склонны к поглощению

the biological nanoparticles.

биологических наночастиц.

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

Мы применяем концепцию «Троянского коня»,

to fool the liver.

чтобы обмануть печень.

And here we see the biological nanoparticles

Мы видим, что биологические наночастицы

circulating in the blood.

циркулируют в крови.

They don't get recognized by the liver,

Они не распознаются печенью

and they end up in the tumor.

и проникают в опухоль.

And in the future,

В будущем

we want to exploit nature's own nanoparticles

мы хотим поставить на службу естественные наночастицы организма

for cancer drug delivery,

для доставки лекарств от рака,

to reduce side effects and save lives

снижения побочных эффектов и спасения жизней,

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

защищая противораковые препараты от движения по неверному пути.

However, a major problem has been:

Однако возникает вопрос:

How do we isolate these biological nanoparticles in large quantities

как отделить биологические наночастицы в больших количествах,

without damaging them?

не повредив их?

My lab has developed an efficient method for doing this.

В моей лаборатории создали эффективный метод для этого.

We can process large quantities of liquids from the body

Мы можем обрабатывать большое количество биологических жидкостей,

to produce a highly concentrated, high-quality formulation

чтобы создать высококонцентрированный и высококачественный состав

of biological nanoparticles.

биологических наночастиц.

And these nanoparticles are not yet in clinical use,

Эти наночастицы ещё не введены в клиническое использование,

because it takes an average of 12 years

так как на то, чтобы что-то из лаборатории

to get something from the lab

попало в вашу аптечку,

to your medicine cabinet.

уходит в среднем 12 лет.

And this is the type of challenge that requires teamwork

Для решения этой задачи нужна совместная работа

from scientists and physicians,

учёных и врачей,

who dedicate their lives to this battle.

которые посвящают жизнь этой борьбе.

And we keep going, thanks to inspiration from patients.

Благодарность пациентов вдохновляет нас двигаться вперёд.

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

Я верю, что если мы продолжим работать над созданием нанопрепаратов,

we will be able to reduce harm to healthy organs,

то сможем снизить вред лекарств на здоровые органы,

improve quality of life

улучшить качество жизни

and save future patients.

и спасти будущих пациентов.

I like to imagine

Мне нравится представлять себе,

that if these treatments had been available for Rebecca,

что если бы эти лекарства были доступны Ребекке,

that call from her

тот звонок от неё

could have been an invitation

мог бы быть приглашением

not to her funeral,

не на похороны,

but her wedding.

а на свадьбу.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты) [Надпись на экране: «В память о Ребекке»]