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."
Tómense un momento e imaginen un virus. ¿Qué les viene a la mente? ¿Una enfermedad? ¿Un miedo? Probablemente algo muy negativo. Sin embargo, no todos los virus son iguales. Es verdad, algunos causan enfermedades devastadoras. Pero hay otros que pueden hacer justo lo opuesto: pueden curar enfermedades. Estos virus se llaman "fagos".
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.
La primera vez que escuché sobre los fagos fue en el 2013. Mi suegro, que es cirujano, me contaba sobre una de sus pacientes. La mujer tenía una lesión en la rodilla que requería múltiples cirugías, y en el transcurso desarrolló una infección bacteriana crónica en la pierna. Desafortunadamente, la bacteria que causaba la infección tampoco podía combatirse con ningún antibiótico disponible. En esa instancia, la única opción que queda suele ser amputar la pierna para evitar que la infección se extienda. Ahora bien, mi suegro estaba desesperado por encontrar otra solución, así que optó por un tratamiento experimental, como último recurso, en que se usaban fagos. ¿Y adivinen qué? Funcionó. A las tres semanas de haber aplicado los fagos, la infección se curó, aun cuando ningún antibiótico había sido efectivo. Yo quedé fascinado por esta inusual idea: virus que curan infecciones. Hoy día continúo fascinado por las posibilidades médicas de los fagos. De hecho, renuncié a mi trabajo el año pasado para crear una empresa que se dedique a esto.
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.
Ahora bien, ¿qué es un fago? Esta imagen que ven fue tomada con un microscopio electrónico. Esto significa que lo que vemos en pantalla es extremadamente diminuto. Ese organismo granular en el medio, con cabeza, cuerpo largo y varias fibras caudales es la imagen de un fago prototípico. Podría decirse que es lindo.
(Laughter)
(Risas)
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?
Ahora observen sus manos. Nuestro equipo ha estimado que tenemos más de 10 mil millones de fagos en cada mano. ¿Qué hacen ahí?
(Laughter)
(Risas)
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.
Pues bien, los virus se dedican a infectar células. Y los fagos son muy buenos para infectar bacterias. Y nuestras manos, como la mayor parte del cuerpo, son lugares ideales para la actividad bacteriana, y esto las vuelve un área de caza perfecta para los fagos. Porque después de todo los fagos cazan bacterias. También es importante saber que los fagos son cazadores extremadamente selectivos. Por lo general, un fago infecta únicamente a un tipo de bacteria. El fago que ven en esta representación caza una bacteria llamada "estafilococo dorado", y conocida como SARM en su forma resistente a la droga. Causa infecciones en la piel o en las heridas.
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.
Y el fago caza con sus fibras caudales. Estas fibras son, de hecho, receptores extremadamente sensibles, que buscan la superficie adecuada en las células bacterianas. Una vez que la encuentra, el fago se adhiere a la pared celular de la bacteria y le inyecta su ADN. El ADN se encuentra en la cabeza del fago y se transmite a la bacteria por medio del cuerpo largo. En esta instancia, el fago reprograma la bacteria para que produzca montones de fagos nuevos. La bacteria, de hecho, se convierte en una fábrica de fagos. Una vez que unos 50 a 100 fagos se hayan acumulado dentro de la célula bacteriana, los fagos pueden liberar una proteína que rompe la pared celular de la bacteria. Cuando la bacteria estalla, los fagos se liberan y salen de caza para infectar una nueva bacteria.
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.
Lo siento, probablemente lo hice parecer un virus espeluznante. Pero es exactamente esta habilidad de los fagos, la de multiplicarse dentro de las bacterias y luego eliminarlas, lo que los hace tan interesantes desde el punto de vista médico. El otro aspecto que me parece interesante es la escala a la que esto sucede. Hasta hace cinco años no tenía idea de los fagos. Aun así, hoy puedo afirmar que son parte de un principio natural. Los fagos y las bacterias se remontan a las primeras etapas de la evolución. Siempre han existido en tándem, controlándose el uno al otro. Esta es verdaderamente la historia del yin y el yang, del cazador y la presa, a nivel microscópico. Algunos científicos han estimado, incluso, que los fagos son los organismos más abundantes de nuestro planeta. Así que antes de continuar hablando sobre su potencial médico, creo que todos deberíamos conocer a los fagos y su función en la Tierra: cazan, infectan y eliminan bacterias.
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.
¿Cómo puede ser que dispongamos de algo que funciona tan bien en la naturaleza, todo el tiempo, en cualquier lugar, y aun así, en la mayor parte del mundo, todavía no tengamos una droga en el mercado que use este principio para combatir las infecciones bacterianas? La respuesta sencilla es: nadie ha desarrollado aún este tipo de droga, al menos no una que cumpla con las regulaciones de Occidente, que es el que establece las normas para gran parte del mundo. Para entender el porqué, tenemos que repasar la historia.
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.
En esta foto vemos a Félix d'Herelle, uno de los dos científicos a quien se le atribuye el descubrimiento de los fagos. Excepto que cuando esto sucedió, en 1917, no tenía idea de qué había descubierto. Estaba interesado en una enfermedad conocida como "disentería bacilar", una infección bacteriana que causa diarrea aguda y, en ese entonces, mucha gente moría por este motivo, porque no se había inventado ninguna cura para las infecciones bacterianas. Estaba observando muestras de pacientes que habían sobrevivido a esta enfermedad. Y descubrió que algo extraño estaba pasando. Algo en la muestra estaba eliminando las bacterias que supuestamente causaban la enfermedad.
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.
Para averiguar qué sucedía, ideó un ingenioso experimento. Seleccionó una muestra, la filtró cuanto más pudo hasta quedar una mínima cantidad, tomó una gota diminuta y la insertó en cultivos frescos de bacterias. Y observó que en el transcurso de unas horas las bacterias habían sido eliminadas. Entonces repitió el experimento: hizo el filtrado, tomó una gota diminuta, y la agregó al siguiente cultivo fresco de bacterias. Repitió esto 50 veces y observó siempre el mismo resultado. A partir de esto, llegó a dos conclusiones: la primera, la más obvia, era que algo estaba eliminando a las bacterias, y ese algo se encontraba en el líquido. La segunda: debía ser algo de naturaleza biológica, puesto que una gota diminuta era suficiente para causar un gran impacto. Denominó "microbio invisible" al agente que había descubierto y le dio el nombre "bacteriófago", que significa literalmente "que se alimenta de bacterias". Y, por cierto, este es uno de los descubrimientos más importantes de la microbiología moderna. Muchas técnicas modernas se basan en nuestro entendimiento de los fagos, en la edición genómica y otros campos. Y justamente hoy se otorgó el Premio Nobel de Química a dos científicos que trabajaron con fagos y desarrollaron drogas basadas en fagos.
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.
En las décadas de 1920 y 1930, la gente ya notaba el potencial médico de los fagos. Ya que, después de todo, a pesar de ser invisibles, estaban efectivamente eliminando bacterias. Empresas que existen a la fecha, como Abbott, Squibb o Lilly vendían preparaciones de fagos. Pero la verdad es que, si partimos de un microbio invisible, es muy difícil lograr una droga confiable. Imaginen cómo sería hoy día ir a la FDA y explicarles todo sobre este virus invisible que quieren aplicar a los pacientes. Cuando los antibióticos químicos aparecieron en la década de 1940, cambiaron completamente el panorama. Y este individuo cumplió un papel fundamental.
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.
Se trata de Alexander Fleming, quien ganó el Premio Nobel de Medicina por contribuir al desarrollo del primer antibiótico: la penicilina. Y los antibióticos en verdad funcionan de forma muy distinta a los fagos. Principalmente, inhiben el crecimiento de bacterias, y no les es muy relevante el tipo de bacteria presente. Los que denominamos de amplio espectro actúan contra una amplia gama de bacterias. Si los comparamos con los fagos, que actúan específicamente contra un tipo de bacterias, la ventaja es evidente.
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.
En ese entonces, debió sentirse como un sueño hecho realidad. Tenías un paciente con una posible infección bacteriana, le dabas el antibiótico y, sin tener que entender del todo cómo funcionan las bacterias que causan la enfermedad, la mayoría de los pacientes se curaba. En consecuencia, desarrollamos más y más antibióticos y, con toda razón, se volvieron la principal terapia para las infecciones bacterianas. Y, además, han contribuido enormemente a aumentar la esperanza de vida. La única razón por la que hoy es posible realizar intervenciones y cirugías médicas es porque contamos con los antibióticos, así no nos arriesgamos a que el paciente muera al día siguiente de una infección que pudo contraer durante la operación.
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.
Así que comenzamos a olvidarnos de los fagos, especialmente en Occidente. Y, hasta cierto punto, incluso durante mi juventud, la conclusión era: "Hemos resuelto el problema de las infecciones bacterianas con los antibióticos". Por supuesto que hoy sabemos que no es así. Hoy la mayoría de Uds. debe haber escuchado sobre las superbacterias, bacterias que se han vuelto resistentes a la mayoría de los antibióticos que existen para tratar infecciones.
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.
¿Cómo pasó esto? Pues bien, no fuimos tan listos como pensábamos. Empezamos a utilizar antibióticos en todas partes, en los hospitales como tratamiento y prevención, en el hogar por un simple resfrío, en las granjas para mantener saludables a los animales... Las bacterias evolucionaron. Ante la arremetida de los antibióticos, las bacterias que mejor se adaptaron, sobrevivieron. Hoy las llamamos "bacterias multirresistentes". Permítanme compartirles unas predicciones que asustan. En un estudio reciente del gobierno del Reino Unido, se estimó que para el 2050, diez millones de personas podrían morir por año a causa de infecciones resistentes a los antibióticos. Si comparan esto con las ocho millones de defunciones por cáncer actualmente, verán que esta estimación asusta.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
Pero la buena noticia es que aún contamos con los fagos. Y ellos no están impresionados por la resistencia a múltiples drogas.
(Laughter)
(Risas)
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.
Simplemente continúan cazando y eliminando bacterias a nuestro alrededor. Y además siguen siendo selectivos, lo que es algo bueno hoy día. Hoy podemos identificar con seguridad un patógeno bacteriano que esté causando una infección, en distintos contextos. Y su selectividad nos ayudará a evitar algunos de los efectos secundarios comúnmente asociados con los antibióticos de amplio espectro. Pero quizá la mejor noticia sea que ya no son microbios invisibles. Podemos observarlos. Lo hicimos hace un momento. Podemos secuenciar su ADN, entender cómo se reproducen y conocer sus limitaciones. Este es un excelente momento para desarrollar drogas potentes y confiables basadas en fagos.
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.
Y eso es lo que está sucediendo en el mundo. Más de diez empresas de biotecnología, incluso la nuestra, están desarrollando fagoterapias para tratar infecciones bacterianas. Se están realizando ensayos clínicos en Europa y en los EE. UU. Por eso, estoy convencido de que nos encontramos a las puertas de un Renacimiento de la fagoterapia. Y, para mí, la forma apropiada de representar los fagos es algo así:
(Laughter)
(Risas)
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
Para mí, los fagos son los superhéroes que hemos estado esperando para combatir las infecciones resistentes a los antibióticos.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
Así que la próxima vez que se imaginen un virus, recuerden esta imagen. Después de todo, puede que algún día un fago les salve la vida.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)