خذوا برهة من الوقت وفكروا في فيروس ما. ماذا يتبادر إلى أذهانكم؟ مرض؟ خوف؟ ربما لا يكون أمرًا سارًا حقًا. ومع ذلك، فالفيروسات ليست جميعها متشابهة. صحيح، أن بعضها يسبب أمراضًا مدمرة. ولكن بعضها الآخر يمكن أن يقوم بالعكس تمامًا؛ يمكنه علاج المرض. تسمى هذه الفيروسات بـالعاثيات (الفاجات).
Take a moment and think about a virus. What comes to your mind? An illness? A fear? Probably something really unpleasant. And yet, viruses are not all the same. It's true, some of them cause devastating disease. But others can do the exact opposite -- they can cure disease. These viruses are called "phages."
أول مرة سمعت عن العاثيات كانت في عام 2013. صهري وهو جراح، كان يحدثني عن امرأة كان يعالجها. المرأة لديها إصابة في الركبة، تتطلب عمليات جراحية عديدة، وخلال هذه الجراحات المختلفة، ظهر لديها التهاب بكتيري مزمن في ساقها. ولسوء حظها، فإن البكتيريا التي سببت الالتهاب لم تكن تستجيب إلى أي من المضادات الحيوية المتوفرة. إذن في هذه المرحلة، عادةً، الخيار الوحيد المتبقي هو بتر الساق لمنع الالتهاب من الانتشار أكثر. إذن، كان صهري في أمسّ الحاجة إلى نوع مختلف من الحلول، وقد طلب علاجًا تجريبيًا، كملاذ أخير من خلال العاثيات. خمنوا ماذا حصل؟ لقد نجح. في غضون ثلاثة أسابيع من العلاج بالعاثيات، شُفي الالتهاب المزمن، الذي لم تفد فيها سابقًا أي من المضادات الحيوية. وقد فُتنت بهذه الفكرة الغريبة: الفيروسات التي تعالج الالتهابات. وحتى اليوم، ما زلت مفتونًا بالقدرات العلاجية لدى العاثيات. وفي الواقع تركت وظيفتي العام الماضي لتأسيس شركة في هذا المجال.
Now, the first time I heard about phages was back in 2013. My father-in-law, who's a surgeon, was telling me about a woman he was treating. The woman had a knee injury, required multiple surgeries, and over the course of these, developed a chronic bacterial infection in her leg. Unfortunately for her, the bacteria causing the infection also did not respond to any antibiotic that was available. So at this point, typically, the only option left is to amputate the leg to stop the infection from spreading further. Now, my father-in-law was desperate for a different kind of solution, and he applied for an experimental, last-resort treatment using phages. And guess what? It worked. Within three weeks of applying the phages, the chronic infection had healed up, where before, no antibiotic was working. I was fascinated by this weird conception: viruses curing an infection. To this day, I am fascinated by the medical potential of phages. And I actually quit my job last year to build a company in this space.
والآن، ما هي العاثية؟ الصورة التي ترونها هنا ملتقطة بواسطة مجهر إلكتروني. وهذا يعني أن ما نراه على الشاشة هو في الواقع في غاية الصِغَر. الشيء المتقطع في الوسط مع رأس وجسم طويل وعدد من الأقدام؛ هذه صورة نموذجية لإحدى العاثيات. وهي نوعًا ما ظريفة!
Now, what is a phage? The image that you see here was taken by an electron microscope. And that means what we see on the screen is in reality extremely tiny. The grainy thing in the middle with the head, the long body and a number of feet -- this is the image of a prototypical phage. It's kind of cute.
(ضحك)
(Laughter)
والآن، ألقوا نظرة على أيديكم. حسب تقديرات فريقنا، لدى كل منكم أكثر من 10 مليارات عاثية على كل واحدة من يديه. ما الذي تفعله هناك؟
Now, take a look at your hand. In our team, we've estimated that you have more than 10 billion phages on each of your hands. What are they doing there?
(ضحك)
(Laughter)
حسنًا، الفيروسات جيدة في إصابة الخلايا. أما العاثيات فهي عظيمة في إصابة البكتيريا. ويدك، تمامًا مثل الكثير من أماكن أجسامنا، تمثل مرتعًا للنشاط البكتيري، وهو ما يجعلها مكانًا مثاليًا للصيد لدى العاثيات. في النهاية، العاثيات تلاحق البكتيريا. من المهم أيضا أن نعرف أن العاثيات تمارس الصيد بشكل انتقائي للغاية. عادةً، تصيب العاثية فقط أنواعًا محددة من البكتيريا. في هذا الشكل هنا، العاثية التي ترونها تطارد بكتيريا تسمى العنقوديات الذهبية "ستافيلوكوكس أوريس"، والمعروفة اختصارًا بـ "MRSA" في شكلها المقاوم للأدوية. وهي تسبب التهابات أو جروحًا في الجلد.
Well, viruses are good at infecting cells. And phages are great at infecting bacteria. And your hand, just like so much of our body, is a hotbed of bacterial activity, making it an ideal hunting ground for phages. Because after all, phages hunt bacteria. It's also important to know that phages are extremely selective hunters. Typically, a phage will only infect a single bacterial species. So in this rendering here, the phage that you see hunts for a bacterium called Staphylococcus aureus, which is known as MRSA in its drug-resistant form. It causes skin or wound infections.
تصيدها العاثية من خلال قدميها. أقدامها في الحقيقة تُعتبر مستشعرات شديدة الحساسية، وهي تترصد السطح المناسب في الخلية البكتيرية. وبمجرد أن تجده، تلتصق العاثية بجدار الخلية البكتيرية ومن ثم تحقنه بحمضها النووي. يوجد الحمض النووي في رأس العاثية ويعبر إلى البكتيريا عبر طول جسم العاثية. في هذه المرحلة، تقوم العاثية بإعادة برمجة البكتيريا لإنتاج الكثير من العاثيات الجديدة. البكتيريا، في الواقع، تتحول إلى مصنع للعاثيات. وبمجرد تراكم حوالي 50 إلى 100 عاثية، داخل الخلية البكتيرية، تصبح العاثيات قادرة على إطلاق بروتين يثبط جدار الخلية البكتيرية. وبينما تنفجر البكتيريا، تخرج العاثيات وتنطلق مرة أخرى بحثًا عن بكتيريا جديدة لتصيبها.
The way the phage hunts is with its feet. The feet are actually extremely sensitive receptors, on the lookout for the right surface on a bacterial cell. Once it finds it, the phage will latch on to the bacterial cell wall and then inject its DNA. DNA sits in the head of the phage and travels into the bacteria through the long body. At this point, the phage reprograms the bacteria into producing lots of new phages. The bacteria, in effect, becomes a phage factory. Once around 50-100 phages have accumulated within the bacteria cell, the phages are then able to release a protein that disrupts the bacteria cell wall. As the bacteria bursts, the phages move out and go on the hunt again for a new bacteria to infect.
أنا آسف، ربما من جديد، يبدو أنه فيروس مخيف! لكن هذه القدرة التي لدى العاثيات على التكاثر داخل البكتريا ومن ثم قتلها- هي بالضبط التي تمنحها أهمية من المنظور الطبي. الجانب الآخر الذي اكتشفت أنه في غاية الأهمية هو الحجم الذي يحصل به هذا الأمر. حسنًا، قبل خمس سنوات فقط، لم تكن لديّ حقًا أي فكرة عن العاثيات. ومع ذلك، أقول لكم اليوم إنها جزء من مبدأ طبيعي. ترجع العاثيات والبكتيريا إلى الحقب الأولى من التطور. وقد وجد النوعان دائمًا جنبًا إلى جنب، يبقي كل منهما الآخر تحت السيطرة. لذلك، فالأمر حقًا أقرب إلى قصة "اليين" و"اليان"، قصة الصياد والفريسة، لكنها على مستوى مجهري. بعض العلماء قدّروا حتى أن العاثيات هي أكثر الكائنات الحية أعدادًا على كوكبنا. لذلك قبل أن نواصل ونتطرق لقدراتها الطبية، أعتقد أنه يجب على الجميع معرفة أمور حولها ودورها على الأرض: فهي تصطاد وتصيب وتقتل البكتيريا.
Now, I'm sorry, this probably sounded like a scary virus again. But it's exactly this ability of phages -- to multiply within the bacteria and then kill them -- that make them so interesting from a medical point of view. The other part that I find extremely interesting is the scale at which this is going on. Now, just five years ago, I really had no clue about phages. And yet, today I would tell you they are part of a natural principle. Phages and bacteria go back to the earliest days of evolution. They have always existed in tandem, keeping each other in check. So this is really the story of yin and yang, of the hunter and the prey, at a microscopic level. Some scientists have even estimated that phages are the most abundant organism on our planet. So even before we continue talking about their medical potential, I think everybody should know about phages and their role on earth: they hunt, infect and kill bacteria.
والآن، كيف يكون لدينا شيء يعمل بهذه الكفاءة في الطبيعة، كل يوم، وفي كل مكان حولنا، وحتى الآن، في أغلب مناطق العالم، ليس لدينا ولا عقار واحد في السوق يستخدم هذا المبدأ لمقاومة الالتهابات البكتيرية؟ الجواب البسيط هو أنه لا أحد قد طور حتى الآن هذا النوع من الأدوية، على الأقل لا أحد فعل ذلك بما يتفق مع المعايير التنظيمية الغربية والتي تعتبر المرجع لدى الكثير من بلدان العالم. لكي نفهم لماذا، فنحن بحاجة إلى العودة إلى الوراء.
Now, how come we have something that works so well in nature, every day, everywhere around us, and yet, in most parts of the world, we do not have a single drug on the market that uses this principle to combat bacterial infections? The simple answer is: no one has developed this kind of a drug yet, at least not one that conforms to the Western regulatory standards that set the norm for so much of the world. To understand why, we need to move back in time.
هذه صورة لـ (فيليكس دهيريل). وهو واحد من عالميْن يرجع إليهما الفضل في اكتشاف العاثيات. باستثناء أنه حين اكتشفها عام 1917، لم تكن لديه أدنى فكرة عن هذا الأمر الذي اكتشفه. لقد كان مهتمًا بمرض يسمى "الزحار العصَوي"، وهو التهاب بكتيري يتسبب في إسهال حاد، وفي تلك الفترة، كان بالفعل يتسبب في وفاة الكثير من الناس، لأنه في النهاية، لم يكن هناك أي علاج للالتهابات البكتيرية قد تم اكتشافه. لقد كان يفحص عينات من المرضى الذين نجوا من هذا المرض. ووجد أن شيئًا غريبًا كان يحدث. كان هناك شيء ما في العينة يقتل البكتيريا التي يفترض أنها تسبب المرض.
This is a picture of Félix d'Herelle. He is one of the two scientists credited with discovering phages. Except, when he discovered them back in 1917, he had no clue what he had discovered. He was interested in a disease called bacillary dysentery, which is a bacterial infection that causes severe diarrhea, and back then, was actually killing a lot of people, because after all, no cure for bacterial infections had been invented. He was looking at samples from patients who had survived this illness. And he found that something weird was going on. Something in the sample was killing the bacteria that were supposed to cause the disease.
ولمعرفة ما كان يحدث، قام بتجربة عبقرية. أخذ العينة، ثم قام بترشيحها حتى تأكد أن شيئًا صغيرًا جدًا فقط هو ما يمكن أن يبقى، ثم أخذ منها قطرة صغيرة وأضافها إلى بكتيريا مستزرعة حديثًا. ثم لاحظ أنه في غضون عدة ساعات، ماتت البكتيريا. ثم كرر هذا، الترشيح مرة جديدة، وأخذ قطرة صغيرة، وإضافتها إلى الدفعة التالية من البكتيريا الجديدة. وقد فعل هذا 50 مرة على التوالي، وكان دائمًا يلاحظ نفس التأثير. وعند هذه المرحلة، خرج باستنتاجين. أولًا، الاستنتاج الواضح: نعم، هناك شيء ما كان يقتل البكتيريا، وقد كان موجودًا في هذا السائل. والثاني: هذا الشيء يجب أن يكون بيولوجيًا في الطبيعة، لأن قطرة صغيرة كانت كافية ليكون لها تأثير هائل. وقد سمى هذا المعامل الذي اكتشفه "ميكروبًا خفيًا" وأعطاه اسم "باكتريوفاج"، والتي إذا تُرجمت حرفيًا، تعني "آكلة البكتيريا." وبالمناسبة، هذا واحد من أكثر الاكتشافات أهمية في علم الأحياء المجهرية الحديث. والعديد من التقنيات الحديثة تعود إلى فهمنا لكيفية عمل العاثيات في ميدان التعديل الجيني، وأيضًا في مجالات أخرى. واليوم فقط، جرى الإعلان عن منح جائزة نوبل في الكيمياء للعالميْن اللذيْن اشتغلا على العاثيات وطورا أدوية بناء على ذلك.
To find out what was going on, he did an ingenious experiment. He took the sample, filtered it until he was sure that only something very small could have remained, and then took a tiny drop and added it to freshly cultivated bacteria. And he observed that within a number of hours, the bacteria had been killed. He then repeated this, again filtering, taking a tiny drop, adding it to the next batch of fresh bacteria. He did this in sequence 50 times, always observing the same effect. And at this point, he made two conclusions. First of all, the obvious one: yes, something was killing the bacteria, and it was in that liquid. The other one: it had to be biologic in nature, because a tiny drop was sufficient to have a huge impact. He called the agent he had found an "invisible microbe" and gave it the name "bacteriophage," which, literally translated, means "bacteria eater." And by the way, this is one of the most fundamental discoveries of modern microbiology. So many modern techniques go back to our understanding of how phages work -- in genomic editing, but also in other fields. And just today, the Nobel Prize in chemistry was announced for two scientists who work with phages and develop drugs based on that.
والآن، بالعودة مرة أخرى إلى عقديْ 1920 و1930، عرف الناس أيضًا على الفور القدرات العلاجية لدى العاثيات. في النهاية، حتى لو كان خفيًا فلديكم شيء يقتل البكتيريا بشكل مؤكد. بعض الشركات التي ما تزال موجودة اليوم، مثل "أبوت"، "سكويب" أو "ليلي"، باعت مستحضرات قائمة على العاثيات. ولكن الحقيقة هي أنك إذا كنت تنطلق من ميكروب غير مرئي، فمن الصعب جدًا التوصل إلى دواء يمكن التعويل عليه. فقط تخيل نفسك ذاهبًا إلى "وكالة الغذاء والدواء" لتشرح لهم كل شيء عن هذا الفيروس الخفي الذي تريد إعطاءه للمرضى. حتى المضادات الحيوية الكيميائية عندما ظهرت في أربعينيات القرن الماضي، فقد غيرت اللعبة تمامًا. وكان لهذا الرجل دور رئيسي.
Now, back in the 1920s and 1930s, people also immediately saw the medical potential of phages. After all, albeit invisible, you had something that reliably was killing bacteria. Companies that still exist today, such as Abbott, Squibb or Lilly, sold phage preparations. But the reality is, if you're starting with an invisible microbe, it's very difficult to get to a reliable drug. Just imagine going to the FDA today and telling them all about that invisible virus you want to give to patients. So when chemical antibiotics emerged in the 1940s, they completely changed the game. And this guy played a major role.
هذا (ألكسندر فليمنغ). لقد فاز بجائزة نوبل في الطب عن أعماله التي ساعدت في تطوير أول مضاد حيوي: البنسلين. المضادات الحيوية تعمل فعلًا بطريقة مختلفة جدًا من العاثيات. في أغلبها، تقوم بتثبيط نمو البكتيريا. وهي ليست معنية كثيرًا بأي نوع من البكتيريا يكون موجودًا. والمضادات التي نسميها "ذات الطيف الواسع" تهاجم مجموعة كاملة من البكتيريا. قارنوا ذلك بالعاثيات، التي تهاجم بشكل محدد جدًا أحد أنواع البكتيريا، ويمكنكم أن تروا الميزة الواضحة.
This is Alexander Fleming. He won the Nobel Prize in medicine for his work contributing to the development of the first antibiotic, penicillin. And antibiotics really work very differently than phages. For the most part, they inhibit the growth of the bacteria, and they don't care so much which kind of bacteria are present. The ones that we call broad-spectrum will even work against a whole bunch of bacteria out there. Compare that to phages, which work extremely narrowly against one bacterial species, and you can see the obvious advantage.
وبالعودة إلى هناك، يفترض أن يكون الشعور إزاء هذا شبيهًا بحلم أصبح حقيقة. لديك مريض يُشتبه في إصابته بالتهاب بكتيري، أعطيته المضاد الحيوي، وبدون أن تضطر فعلًا إلى معرفة كل شيء عن البكتيريا المسببة للمرض، فقد تعافى العديد من المرضى. وبينما كنا نطور المزيد والمزيد من المضادات الحيوية، فقد أصبحت بحق، أول خط دفاع ضد الالتهابات البكتيرية. وبالمناسبة، لقد أسهمت بشكل هائل في زيادة متوسط أعمارنا المتوقع. نستطيع القيام بتدخلات طبية معقدة وعمليات جراحية اليوم فقط لأن لدينا المضادات الحيوية، ولأننا لا نُعرض المريض لخطر الموت في اليوم التالي بسبب عدوى بكتيرية قد يكون أصيب بها خلال العملية.
Now, back then, this must have felt like a dream come true. You had a patient with a suspected bacterial infection, you gave him the antibiotic, and without really needing to know anything else about the bacteria causing the disease, many of the patients recovered. And so as we developed more and more antibiotics, they, rightly so, became the first-line therapy for bacterial infections. And by the way, they have contributed tremendously to our life expectancy. We are only able to do complex medical interventions and medical surgeries today because we have antibiotics, and we don't risk the patient dying the very next day from the bacterial infection that he might contract during the operation.
ولذلك بدأنا في تجاهل العاثيات، لا سيما في الطب الغربي. وإلى حدٍ ما، حتى في وقت نشأتي كان المفهوم هو أننا حللنا مشكلة الالتهابات البكتيرية لأن لدينا المضادات الحيوية. وبالطبع، اليوم نحن نعلم أن هذا غير صحيح. اليوم، أكثركم ربما سمع عن "الجراثيم الخارقة". وهي البكتيريا التي أصبحت مقاوِمة للكثير، إن لم يكن لجميع المضادات الحيوية التي قمنا بتطويرها لعلاج هذه الالتهابات.
So we started to forget about phages, especially in Western medicine. And to a certain extent, even when I was growing up, the notion was: we have solved bacterial infections; we have antibiotics. Of course, today, we know that this is wrong. Today, most of you will have heard about superbugs. Those are bacteria that have become resistant to many, if not all, of the antibiotics that we have developed to treat this infection.
كيف وصلنا إلى هنا؟ حسنًا، لم نكن أذكياء إلى الدرجة التي كنا نظن. فمع شروعنا في استخدام المضادات الحيوية لكل شيء في المستشفيات، للعلاج والوقاية، في المنزل، ولمجرد نزلات البرد، وفي المزارع، للحفاظ على صحة الحيوانات تطورت البكتيريا. وهجمة المضادات الحيوية التي كانت كلها موجهة ضدها نجت منها هذه البكتيريا التي كانت أشد قدرة على التكيف. اليوم، نسمي ذلك بـ "البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة." واسمحوا لي هنا أن أعطيكم رقمًا مخيفًا. في دراسة حديثة طلبت إجراءها الحكومة البريطانية، تم تقدير أنه بحلول عام 2050، قد يموت 10 ملايين شخص سنويًا بسبب عدوى البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة. قارنوا ذلك بوفاة 8 ملايين حاليًا بسبب السرطان كل عام، وبوسعكم أن تروا أن هذا رقم مرعب.
How did we get here? Well, we weren't as smart as we thought we were. As we started using antibiotics everywhere -- in hospitals, to treat and prevent; at home, for simple colds; on farms, to keep animals healthy -- the bacteria evolved. In the onslaught of antibiotics that were all around them, those bacteria survived that were best able to adapt. Today, we call these "multidrug-resistant bacteria." And let me put a scary number out there. In a recent study commissioned by the UK government, it was estimated that by 2050, ten million people could die every year from multidrug-resistant infections. Compare that to eight million deaths from cancer per year today, and you can see that this is a scary number.
لكن الأخبار الجيدة هي أن العاثيات ما زالت هنا. وأقول لكم إن البكتيريا المقاومة للأدوية لا تروق لها.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
(ضحك)
(Laughter)
إنها فقط تقتل بسرور وتصيد البكتيريا من حولنا. وهي أيضًا ظلت انتقائية، واليوم ذلك أمر جيد حقًا. اليوم، نستطيع أن نحدد بشكل موثوق عاملًا بكتيريًا مُمْرضًا يسبب العدوى في العديد من الحالات. وسوف تساعدنا انتقائيتها في تجنب بعض الآثار الجانبية التي ترتبط عادةً بالمضادات الحيوية ذات الطيف الواسع. لكن لعل أفضل الأخبار على الإطلاق هو أن العاثيات لم تعد ميكروبًا خفيًا. يمكننا أن ننظر إليها. وقد نظرنا إليها معًا من قبل. وبوسعنا أن نعدِّل حمضها النووي. ونحن نفهم كيف تتكاثر كما أننا نفهم حدود قدراتها. نحن في موقف جيد يؤهلنا الآن لتطوير مستحضرات طبية قوية وموثوقة قائمة على العاثيات.
They are just as happily killing and hunting bacteria all around us. And they've also stayed selective, which today is really a good thing. Today, we are able to reliably identify a bacterial pathogen that's causing an infection in many settings. And their selectivity will help us avoid some of the side effects that are commonly associated with broad-spectrum antibiotics. But maybe the best news of all is: they are no longer an invisible microbe. We can look at them. And we did so together before. We can sequence their DNA. We understand how they replicate. And we understand the limitations. We are in a great place to now develop strong and reliable phage-based pharmaceuticals.
وهذا هو ما يحصل في العالم كله. أكثر من 10 من شركات التكنولوجيا الحيوية، بما فيها شركتنا، تطور تطبيقات للاستخدام البشري عبر العاثيات لعلاج الالتهابات البكتيرية. عدد من التجارب السريرية تجري حاليًا في أوروبا والولايات المتحدة. أنا مقتنع إذن بأننا بتنا على وشك أن نشهد انبعاثًا في العلاج بالعاثيات. وبالنسبة لي، الطريقة الصحيحة لوصف العاثية هي أمر من هذا القبيل.
And that's what's happening around the globe. More than 10 biotech companies, including our own company, are developing human-phage applications to treat bacterial infections. A number of clinical trials are getting underway in Europe and the US. So I'm convinced that we're standing on the verge of a renaissance of phage therapy. And to me, the correct way to depict the phage is something like this.
(ضحك)
(Laughter)
العاثيات، في رأيي، هم الأبطال الخارقون الذين كنا ننتظرهم في معركتنا ضد العدوى المقاوِمة للأدوية.
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
ولهذا السبب، في المرة القادمة عندما تفكرون في فيروس، ضعوا هذه الصورة في الاعتبار. في نهاية المطاف، إحدى العاثيات قد تنقذ حياتكم يومًا ما.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
شكرًا لكم.
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)