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

Перекладач: Анна Єлісєєва Утверджено: Hanna Leliv

You may not realize this,

Скоріш за все, ви навіть не здогадуєтесь,

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

що у вашому тілі бактерій більше, ніж зір у всій Галактиці.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Цей захоплюючий всесвіт бактерій всередині нас

is an integral part of our health,

є невід'ємною складовою нашого здоров'я,

and our technology is evolving so rapidly

і технології розвиваються настільки швидко,

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

що сьогодні ми можемо програмувати ці бактерії так само, як і комп'ютери.

Now, the diagram that you see here,

Графік перед вами

I know it looks like some kind of sports play,

дещо схожий на зображення спортивної гри,

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

проте насправді це проект першої бактеріальної програми, яку розробив я.

And like writing software, we can print and write DNA

Як і з програмним забезпеченням, ми можемо друкувати та вписувати ДНК

into different algorithms and programs inside of bacteria.

в різні алгоритми та програми всередині бактерії.

What this program does is produces fluorescent proteins

Ця програма синтезує флуоресцентні білки

in a rhythmic fashion

у циклічний спосіб

and generates a small molecule

та продукує невеликі молекули,

that allows bacteria to communicate and synchronize,

які дають бактеріям змогу спілкуватися та координувати,

as you're seeing in this movie.

як ви бачите у цьому фільмі.

The growing colony of bacteria that you see here

Ви бачите на екрані щораз більшу колонію бактерій,

is about the width of a human hair.

завтовшки з людську волосину.

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

Проте ви не бачите, як наша генетична програма

instructs these bacteria to each produce small molecules,

інформує кожну з цих бактерій продукувати малі молекули,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

і ці молекули переміщаються між тисячами окремих бактерій,

telling them when to turn on and off.

даючи їм сигнал увімкнутись чи вимкнутись.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

Бактерії координуються доволі непогано на цьому рівні,

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

але оскільки молекули, які об'єднують їх, можуть рухатись надзвичайно швидко,

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

у великих колоніях це призводить до утворення хвиль

between bacteria that are far away from each other,

між бактеріями, що знаходяться далеко одна від одної,

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

і можна побачити, як ці хвилі рухаються справа наліво на екрані.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Генетична програма ґрунтується на природному феномені,

called quorum sensing,

який називається відчуття кворуму.

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

При цьому бактеріям властива координована та інколи небезпечна поведінка,

once they reach a critical density.

як тільки вони досягають критичної кількостіі.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

На цьому відео видно відчуття кворуму в дії,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

де щораз більша колонія бактерій починає світитись,

once it reaches a high or critical density.

тільки вона досягає критичної щільності.

Our genetic program

Наша генетична програма

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

далі створює циклічні моделі флуоресцентних білків

as the colony grows outwards.

у процесі того, як колонія росте.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Цей винятковий фільм та експеримент ми називаємо Наднова,

because it looks like an exploding star.

оскільки він схожий на зорю, що вибухає.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Отож, окрім програмування цих дивовижних моделей,

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

я замислився над тим, що ще ми можемо змусити ці бактерії робити?

And I decided to explore how we can program bacteria

І я вирішив дослідити, як можна запрограмувати бактерію

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

знаходити та лікувати хвороби на кшталт раку.

One of the surprising facts about bacteria

Бактерії мають дивовижну властивість:

is that they can naturally grow inside of tumors.

вони можуть зростати всередині пухлин.

This happens because typically tumors

Це відбувається тому, що зазвичай пухлина -

are areas where the immune system has no access,

це місце, до якого імунна система не має доступу,

and so bacteria find these tumors

таким чином бактерії знаходять ці пухлини

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

і використовують їх як безпечне місце для росту та розвитку.

We started using probiotic bacteria

Ми почали використовувати пробіотики,

which are safe bacteria that have a health benefit,

безпечні та корисні для здоров'я бактерії,

and found that when orally delivered to mice,

і дійшли висновку, що коли мишам давати їх перорально,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

ці пробіотики вибірково ростимуть в пухлині печінки.

We realized that the most convenient way

Ми зрозуміли, що найзручніший спосіб

to highlight the presence of the probiotics,

виявити присутність пробіотиків,

and hence, the presence of the tumors,

а отже наявність пухлини -

was to get these bacteria to produce a signal

змусити ці бактерії давати сигнал,

that would be detectable in the urine,

який можна виявити у сечі,

and so we specifically programmed these probiotics

тож ми навмисно запрограмували ці пробіотики

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

синтезувати молекулу, яка б змінювала колір сечі,

to indicate the presence of cancer.

повідомляючи про наявність раку.

We went on to show that this technology

Ми допрацювали цю технологію до того,

could sensitively and specifically detect liver cancer,

що вона є специфічним детектором пухлин печінки,

one that is challenging to detect otherwise.

яких іншими способами діагностувати надзвичайно складно.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Оскільки тепер бактерії вибірково локалізуються в пухлинах,

we've been programming them to not only detect cancer

ми запрограмували їх не тільки знаходити рак,

but also to treat cancer

а й лікувати його,

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

продукуючи терапевтичні молекули всередині самого новоутворення,

that shrink the existing tumors,

що змушує його зменшуватись.

and we've been doing this using quorum sensing programs

І ми робимо це, використовуючи програми, що базуються на відчутті кворуму,

like you saw in the previous movies.

так, як ви це бачили в попередніх відео.

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Уявімо разом майбутнє, що його відкривають нам програмовані пробіотики,

that could detect and treat cancer,

які можуть знаходити і лікувати рак

or even other diseases.

або навіть інші захворювання.

Our ability to program bacteria

Наші можливості програмувати бактерії

and program life

та програмувати життя

opens up new horizons in cancer research,

відкривають нові горизонти в онкологічних дослідженнях.

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

Для того, що поширити це, я працював разом із художником Віком Мунісом

to create the symbol of the universe,

над створенням символу всесвіту,

made entirely out of bacteria or cancer cells.

зробленого лише з бактерій та ракових клітин.

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

Загалом, я сподіваюсь, що краса мікроскопічного світу

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

надихне креативних дослідників на майбутні пошуки в онкології.

Thank you.

Дякую.

(Applause)

(Оплески)