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

Тал Данино: Мы можем использовать бактерии для обнаружения и, возможно, для лечения рака

Переводчик: Erdene Sanjmyatav Редактор: Aleks Teri

You may not realize this,

Трудно представить,

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

что в нашем организме бактерий больше, чем звёзд в галактике.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Внутри нас — удивительная вселенная бактерий,

is an integral part of our health,

неотъемлемая часть здорового организма.

and our technology is evolving so rapidly

С развитием современных технологий

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

сегодня мы можем программировать бактерии аналогично компьютерам.

Now, the diagram that you see here,

Здесь вы видите схему.

I know it looks like some kind of sports play,

Я знаю, что она похожа на схему спортивной игры,

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

но на самом деле это набросок моей первой программы для бактерий.

And like writing software, we can print and write DNA

Также как можно писать компьютерные программы, можно создавать и внедрять ДНК

into different algorithms and programs inside of bacteria.

в различные алгоритмы и программы внутри бактерий.

What this program does is produces fluorescent proteins

Эта программа управляет выделением флуоресцентных белков

in a rhythmic fashion

в ритмическом режиме.

and generates a small molecule

Она создаёт малые молекулы,

that allows bacteria to communicate and synchronize,

позволяющие бактериям действовать синхронно,

as you're seeing in this movie.

как видно на экране.

The growing colony of bacteria that you see here

Растущая колония бактерий, которую вы здесь видите,

is about the width of a human hair.

не больше человеческого волоса.

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

Но вам не видно, как наша генетическая программа

instructs these bacteria to each produce small molecules,

заставляет бактерии продуцировать малые молекулы,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

курсирующие между тысячами бактерий,

telling them when to turn on and off.

сообщая им, когда нужно «включить» или «выключить свет».

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

Бактерии действуют достаточно синхронно при таких размерах колонии,

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

но поскольку синхронизирующая их молекула обладает ограниченной скоростью,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

в более крупных колониях это приводит к возникновению волн

between bacteria that are far away from each other,

между бактериями, расположенными далеко друг от друга.

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

Здесь вы видите, как эти волны перемещаются справа налево.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Такое программирование генов основано на природном явлении,

called quorum sensing,

называемом чувством кворума:

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

при достижении определённой численности популяции

once they reach a critical density.

действия бактерий становятся скоординированными и агрессивными.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Здесь вы видите чувство кворума в действии:

where a growing colony of bacteria only begins to glow

растущая колония бактерий начинает светиться только при условии

once it reaches a high or critical density.

достижения высокой, или критической, плотности.

Our genetic program

Наша генетическая программа

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

продолжает создавать новые ритмические модели свечения белков

as the colony grows outwards.

при разрастании колоний.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Данный эксперимент и его изображение мы назвали «Сверхновая»,

because it looks like an exploding star.

потому что оно напоминает взрыв звезды.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Но мне хотелось знать, что ещё могут бактерии

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

помимо создания красивых моделей свечения.

And I decided to explore how we can program bacteria

Я решил изучать, как можно программировать бактерии

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

для обнаружения и лечения такого заболевания, как рак.

One of the surprising facts about bacteria

Одно из удивительных свойств бактерий —

is that they can naturally grow inside of tumors.

это их способность расти внутри опухоли.

This happens because typically tumors

Это происходит потому,

are areas where the immune system has no access,

что опухоли недоступны для иммунной системы,

and so bacteria find these tumors

и бактерии, обнаружив опухоли,

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

используют их как безопасное место для роста и развития.

We started using probiotic bacteria

Мы начали с бактерий-пробиотиков,

which are safe bacteria that have a health benefit,

которые безопасны и полезны для здоровья.

and found that when orally delivered to mice,

Мы обнаружили, что у мышей, получавших пробиотик,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

бактерии избирательно развивались в опухоли печени.

We realized that the most convenient way

Стало ясно, что самым удобным способом

to highlight the presence of the probiotics,

обнаружения пробиотика,

and hence, the presence of the tumors,

а, следовательно, и опухоли,

was to get these bacteria to produce a signal

было бы получение от бактерий сигнала,

that would be detectable in the urine,

который можно обнаружить в моче.

and so we specifically programmed these probiotics

Мы запрограммировали пробиотики так,

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

чтобы они продуцировали молекулы, изменяющие цвет мочи

to indicate the presence of cancer.

и сигнализирующие о наличии рака.

We went on to show that this technology

Затем нам удалось доказать,

could sensitively and specifically detect liver cancer,

что эта технология позволяет точно определить рак печени,

one that is challenging to detect otherwise.

что очень сложно сделать другим способом.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Так как данные бактерии избирательно локализуются в опухолях,

we've been programming them to not only detect cancer

мы запрограммировали их не только для обнаружения,

but also to treat cancer

но и для лечения рака

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

путём выделения терапевтических молекул в опухолевую среду.

that shrink the existing tumors,

В результате опухоль уменьшается.

and we've been doing this using quorum sensing programs

Всё это мы делали, используя чувство кворума,

like you saw in the previous movies.

которое вы видели на экране.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Итак, представьте: в будущем запрограммированные пробиотики

that could detect and treat cancer,

смогут обнаружить и вылечить рак

or even other diseases.

и другие заболевания.

Our ability to program bacteria

Наша способность программировать

and program life

бактерии и другие живые организмы

opens up new horizons in cancer research,

открывает новые горизонты в изучении рака.

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

Чтобы поделиться этой идеей, мы с художником Виком Мунизом

to create the symbol of the universe,

создали символ вселенной,

made entirely out of bacteria or cancer cells.

состоящий из бактерий и раковых клеток.

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

Я надеюсь, что красота и суть этой микроскопической вселенной

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

смогут вдохновить нас на новые подходы к изучению рака в будущем.

Thank you.

Спасибо.

(Applause)

(Аплодисменты)