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

Translator: Mai Luong Reviewer: Ha Hoang

You may not realize this,

Bạn có thể không nhận ra điều này,

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

trong cơ thể bạn số vi khuẩn còn nhiều hơn số ngôi sao trên dãy ngân hà.

This fascinating universe of bacteria inside of us

Thế giới vi khuẩn tuyệt vời này ở bên trong chúng ta

is an integral part of our health,

là một phần không thể thiếu của sức khỏe,

and our technology is evolving so rapidly

và công nghệ đang phát triển nhanh chóng

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

ngày nay chúng ta có thể lập trình vi khuẩn như lập trình máy tính.

Now, the diagram that you see here,

Bây giờ, biểu đồ mà bạn thấy ở đây,

I know it looks like some kind of sports play,

tôi biết nó trông giống cách chơi vài môn thể thao,

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

nhưng nó thực sự là bản chương trình vi khuẩn đầu tiên tôi phát triển.

And like writing software, we can print and write DNA

Như việc viết phần mềm, chúng tôi có thể in và viết DNA

into different algorithms and programs inside of bacteria.

trong những thuật toán và chương trình khác nhau bên trong vi khuẩn

What this program does is produces fluorescent proteins

Những gì chương trình làm là tạo ra protein huỳnh quang

in a rhythmic fashion

trong một nhịp điệu đẹp đẽ

and generates a small molecule

và phát ra những phân tử nhỏ

that allows bacteria to communicate and synchronize,

cho phép vi khuẩn giao tiếp và đồng bộ hóa,

as you're seeing in this movie.

khi bạn đang xem phim này.

The growing colony of bacteria that you see here

Bầy vi khuẩn đang lớn lên mà bạn thấy ở đây

is about the width of a human hair.

rộng khoảng sợi tóc của loài người.

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

Bạn không thể thấy chương trình di truyền học

instructs these bacteria to each produce small molecules,

chỉ thị các vi khuẩn đến từng quá trình sản xuất các phân tử nhỏ,

and these molecules travel between the thousands of individual bacteria

và các phân tử di chuyển giữa hàng ngàn cá thể vi khuẩn

telling them when to turn on and off.

chỉ chúng biết khi nào nên bắt đầu và kết thúc.

And the bacteria synchronize quite well at this scale,

Vi khuẩn đồng bộ hóa khá tốt ở tỷ lệ này,

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

nhưng vì các phân tử đồng bộ hóa với nhau nên di chuyển rất nhanh

in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves

trong bầy vi khuẩn lớn hơn, dẫn đến làn sóng di chuyển

between bacteria that are far away from each other,

giữa các vi khuẩn cách xa nhau,

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

bạn có thể thấy làn sóng này đang di chuyển từ phải sang trái màn hình.

Now, our genetic program relies on a natural phenomenon

Chương trình di truyền học này dựa trên hiện tượng tự nhiên

called quorum sensing,

gọi là "giao tiếp của vi khuẩn" (quorum sensing)

in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors

tức là kích thích vi khuẩn phối hợp đôi khi là các phản ứng gây hại

once they reach a critical density.

khi chúng đạt đến mật độ tới hạn.

You can observe quorum sensing in action in this movie,

Bạn có thể xem cách giao tiếp của vi khuẩn hoạt động,

where a growing colony of bacteria only begins to glow

nơi bầy vi khuẩn đang lớn lên chỉ bắt đầu phát sáng

once it reaches a high or critical density.

khi nó đạt đến mật độ cao hoặc tới hạn.

Our genetic program

Chương trình di truyền học của tôi

continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins

tiếp tục sản xuất mẫu nhịp điệu này của protein huỳnh quang

as the colony grows outwards.

khi bầy vi khuẩn phát triển ra bên ngoài.

This particular movie and experiment we call The Supernova,

Chúng tôi gọi đoạn phim và thí nghiệm này là Siêu sao mới,

because it looks like an exploding star.

bởi vì trông nó giống như một ngôi sao nổ tung.

Now, besides programming these beautiful patterns,

Bên cạnh việc lập trình những mẫu xinh đẹp này,

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

tôi tự hỏi, chúng tôi có thể dùng vi khuẩn để làm gì?

And I decided to explore how we can program bacteria

Tôi quyết định khám phá việc lập trình vi khuẩn

to detect and treat diseases in our bodies like cancer.

để tìm kiếm và điều trị các bệnh như ung thư.

One of the surprising facts about bacteria

Một trong những điều ngạc nhiên khác về vi khuẩn

is that they can naturally grow inside of tumors.

là nó có thể phát triển tự nhiên trong khối u.

This happens because typically tumors

Điều này xảy ra bởi vì những khối u

are areas where the immune system has no access,

là nơi hệ thống miễn dịch không thể chạm tới,

and so bacteria find these tumors

vì vậy vi khuẩn tìm những khối u này

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

và dùng chúng như thiên đường an toàn để lớn lên và sinh sôi.

We started using probiotic bacteria

Chúng tôi dùng vi khuẩn chứa probiotic

which are safe bacteria that have a health benefit,

là loại vi khuẩn an toàn có lợi cho sức khỏe,

and found that when orally delivered to mice,

và nhận thấy khi cho chuột ăn,

these probiotics would selectively grow inside of liver tumors.

những probiotic sẽ chọn lọc để lớn lên trong những khối u ở gan.

We realized that the most convenient way

Chúng tôi nhận ra cách thuận tiện nhất

to highlight the presence of the probiotics,

để đánh dấu sự hiện diện của probiotic,

and hence, the presence of the tumors,

hay sự hiện diện của khối u,

was to get these bacteria to produce a signal

là dùng những vi khuẩn này để tạo ra tín hiệu

that would be detectable in the urine,

mà có thể tìm thấy trong nước tiểu,

and so we specifically programmed these probiotics

và chúng tôi đặc biệt lập trình những probiotic

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

để tạo ra phân tử có thể đổi màu trong nước tiểu

to indicate the presence of cancer.

để chỉ rõ sự hiện diện của ung thư.

We went on to show that this technology

Chúng tôi tiếp tục chứng minh kỹ thuật này

could sensitively and specifically detect liver cancer,

có thể tìm thấy ung thư gan rất nhạy và chính xác,

one that is challenging to detect otherwise.

điều đang thách thức chúng tôi là tìm ra những cái khác.

Now, since these bacteria specifically localize to tumors,

Từ khi vi khuẩn định vị được khối u chính xác,

we've been programming them to not only detect cancer

chúng tôi đã lập trình chúng không chỉ để tìm ung thư

but also to treat cancer

mà còn điều trị ung thư

by producing therapeutic molecules from within the tumor environment

bằng việc sản xuất những phân tử chữa bệnh trong môi trường khối u

that shrink the existing tumors,

làm khối u nhỏ lại,

and we've been doing this using quorum sensing programs

chúng tôi vẫn sử dụng chương trình giao tiếp của vi khuẩn

like you saw in the previous movies.

như trong đoạn phim bạn đã xem .

Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic

Tổng hợp lại, trong tương lai probiotic được lập trình

that could detect and treat cancer,

có thể tìm và điều trị ung thư,

or even other diseases.

thậm chí là những bệnh khác.

Our ability to program bacteria

Khả năng lập trình vi khuẩn

and program life

và lập trình cuộc sống

opens up new horizons in cancer research,

mở ra chân trời mới trong việc nghiên cứu ung thư,

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

để chia sẻ tầm nhìn này, tôi làm việc với họa sĩ Vik Muniz

to create the symbol of the universe,

để tạo ra biểu tượng của thế giới,

made entirely out of bacteria or cancer cells.

hiểu được toàn bộ vi khuẩn và tế bào ung thư.

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

Cuối cùng, hy vọng của tôi là vẻ đẹp và mục đích của thế giới qua kính hiển vi này

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

có thể tạo cảm hứng cho cách tiếp cận mới và sáng tạo cho nghiên cứu ung thư về sau.

Thank you.

Cám ơn

(Applause)

(Vỗ tay)