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

Translator: Petra Aquamarine Reviewer: Vladimír Harašta

You may not realize this,

Možno si to neuvedomujete,

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

ale vo vašom tele je viac baktérií,

než má naša galaxia hviezd.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Tento fascinujúci svet baktérií v ľudskom tele

is an integral part of our health,

je neoddeliteľnou súčasťou nášho zdravia

and our technology is evolving so rapidly

a vďaka rýchlemu technologickému pokroku

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

dokážeme dnes tieto baktérie programovať podobne ako počítače.

Now, the diagram that you see here,

Tento diagram pripomína

I know it looks like some kind of sports play,

schému nejakého športového zápasu,

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

ale v skutočnosti ilustruje môj prvý bakteriálny program.

And like writing software, we can print and write DNA

Podobne ako je možné napísať softvér, je možné vytlačiť a zapísať DNA informáciu

into different algorithms and programs inside of bacteria.

do rôznych algoritmov a programov vo vnútri baktérie.

What this program does is produces fluorescent proteins

Náš program núti baktérie

rytmicky produkovať fluorescenčné proteíny

in a rhythmic fashion

and generates a small molecule

a generovať malé molekuly,

that allows bacteria to communicate and synchronize,

ktoré im umožňujú komunikovať a synchronizovať sa,

as you're seeing in this movie.

tak ako uvidíte na videu.

The growing colony of bacteria that you see here

Rastúca kolónia, ktorú tu vidíte,

is about the width of a human hair.

má šírku asi ako ľudský vlas.

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

Na videu ale nevidíte, že vďaka nášmu genetickému programu

instructs these bacteria to each produce small molecules,

produkuje každá baktéria tie malé molekuly,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

ktoré putujú k tisícom okolitých baktérií

telling them when to turn on and off.

a oznámia im, kedy sa majú zapnúť a vypnúť.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

V tomto meradle je synchronizácia dosť dobrá,

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

ale kvôli limitovanej rýchlosti synchronizačných molekúl

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

dochádza vo väčších kolóniách k vlnám,

between bacteria that are far away from each other,

ktoré sa šíria medzi vzdialenými baktériami

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

a tu ich vidíte prechádzať sprava doľava.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Náš genetický program využíva prirodzený jav

called quorum sensing,

zvaný quorum sensing,

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

ktorý v kolónii pri dosiahnutí kritickej hustoty

once they reach a critical density.

spustí koordinované a niekedy aj zhubné správanie.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Na tomto zábere vidíte quorum sensing v akcii:

where a growing colony of bacteria only begins to glow

Rastúca kolónia začne svietiť,

akonáhle dosiahne svoju kritickú hustotu.

once it reaches a high or critical density.

Our genetic program

Náš genetický program udržuje

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

rytmické správanie fluorescenčných proteínov

as the colony grows outwards.

aj potom, ako sa kolónia rozšíri a hustota opäť klesne.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Pokus, z ktorého záber pochádza, voláme Supernova,

because it looks like an exploding star.

kedže pripomína explodujúcu hviezdu.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Okrem programovania týchto krásnych vzorov

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

ma zaujímalo, čo ďalšieho je možné s baktériami robiť.

And I decided to explore how we can program bacteria

Rozhodol som sa skúmať, ako baktérie naprogramovať

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

na vyhľadávanie a liečbu ľudských chorôb, ako je rakovina.

One of the surprising facts about bacteria

Prekvapujúcou vlastnosťou baktérií je,

is that they can naturally grow inside of tumors.

že dokážu v nádoroch prirodzene rásť.

This happens because typically tumors

Deje sa to preto, že imunitný systém

are areas where the immune system has no access,

nemá do nádorov normálne prístup

and so bacteria find these tumors

a baktérie ich dokážu nájsť

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

a využiť ako bezpečný úkryt na svoj rast.

We started using probiotic bacteria

Používame probiotické baktérie,

which are safe bacteria that have a health benefit,

ktoré sú nielen bezpečné, ale aj zdravé,

and found that when orally delivered to mice,

a zistili sme, že keď ich perorálne podáte myšiam,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

budú tieto probiotiká selektívne rásť v nádoroch pečene.

We realized that the most convenient way

Uvedomili sme si, že najvhodnejším spôsobom,

to highlight the presence of the probiotics,

ako upozorniť na prítomnosť probiotík

and hence, the presence of the tumors,

a tým aj nádoru,

was to get these bacteria to produce a signal

bude zabezpečiť, aby tieto baktérie

that would be detectable in the urine,

produkovali signál odhaliteľný v moči.

and so we specifically programmed these probiotics

Špeciálne sme teda tieto probiotiká naprogramovali,

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

aby vyrábali látku, ktorá zmení farbu moču

to indicate the presence of cancer.

a odhalí tak rakovinu.

We went on to show that this technology

Ďalej sme ukázali, že naša technológia

could sensitively and specifically detect liver cancer,

dokáže citlivo a špecificky odhaliť rakovinu pečene,

one that is challenging to detect otherwise.

ktorá sa dá inak veľmi tažko diagnostikovať.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Keďže sa tieto baktérie usadzujú špecificky v nádoroch,

we've been programming them to not only detect cancer

naprogramovali sme ich tak, aby rakovinu nielen odhalili,

but also to treat cancer

ale aj liečili,

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

a to tým, že budú vo vnútri nádoru

that shrink the existing tumors,

vyrábať liečivé molekuly, ktoré nádor zmenšia.

and we've been doing this using quorum sensing programs

Využili sme na to opäť quorum sensing,

podobne ako ste to videli na predchádzajúcich videách.

like you saw in the previous movies.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

V budúcnosti tak snáď bude možné užívať

probiotiká naprogramované na diagnostiku a liečbu rakoviny

that could detect and treat cancer,

or even other diseases.

alebo aj ďalších chorôb.

Our ability to program bacteria

To, že dokážeme programovať baktérie,

and program life

programovať život,

opens up new horizons in cancer research,

nám otvára nové obzory vo výskume rakoviny.

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

Spolu s výtvarníkom Vikom Munizom

to create the symbol of the universe,

sme túto víziu zhmotnili do symbolu vesmíru

made entirely out of bacteria or cancer cells.

vytvoreného z baktérií a nádorových buniek.

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

Verím, že krása a význam tohto mikroskopického vesmíru

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

podnieti nové tvorivé prístupy vo výskume rakoviny.

Thank you.

Ďakujem.

(potlesk)

(Applause)