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."
لحظهای صبر کنید و درمورد یک ویروس فکر کنید. چه چیزی به ذهنتان میرسد؟ بیماری؟ ترس؟ احتمالا چیزی واقعا ناخوشایند. و اینکه، همهی ویروسها یکسان نیستند. درست است، برخی از آنها بیماریهای ویرانگری را به وجود میآورند. اما برخی دیگر میتوانند دقیقا بالعکس عمل کنند -- میتوانند بیماری را درمان کنند. این ویروسها " فاژها " نامیده میشوند.
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.
حالا، اولین باری که درمورد فاژها شنیدم به سال ۲۰۱۳ برمیگردد. پدر خانمم، که جراح است، در مورد زنی به من گفت که او را درمان میکرد. آن زن از زانو صدمه دیده بود که نیازمند جراحیهای متعدد بود، وعلاوه بر اینها، یک عفونت باکتریایی مزمن در پایش به وجود آمده بود. متاسفانه برای این زن، باکتریها عفونتی را به وجود آورده بودند که به هیچ یک از آنتی بیوتیکهای موجود پاسخ نمیداد. بنابراین در این مرحله، عموما تنها گزینه باقی مانده جدا کردن پا است تا از بیشتر پخش شدن عفونت جلوگیری شود. حالا، پدرشوهرم برای پیدا کردن راه چارهای متفاوت درمانده شده بود، و راه درمانی تجربی با استفاده از فاژها که آخرین گزینه بود را به کار برد. حدس بزنید چه شد؟ جواب داد. ظرف مدت سه هفته پس از به کار بردن فاژها، عفونت مزمنی که قبلا هیچ آنتی بیوتیکی روی آن جواب نمیداد بهبود یافت. من مجذوب این مفهوم عجیب و غریب شده بودم: ویروسها یک عفونت را بهبود میبخشند. تا همین امروز، من مجذوب پتانسیلهای درمانی فاژها هستم. و درواقع سال گذشته از شغلم بیرون آمدم تا یک کمپانی در این زمینه بسازم.
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.
حال، فاژ چیست؟ تصویری که اینجا میبینید توسط میکروسکوپی الکترونی گرفته شده است. و به این معناست که چیزی که روی نمایشگر میبینید در واقعیت بسیار ریز و کوچک است. خرده چیزهایی با سر، بدن کشیده و تعدادی پا که این وسط هستند -- اینها عکس فاژهای اولیه هستند. به نوعی جذاب هستند.
(Laughter)
(خنده)
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?
حال، نگاهی به دستتان بندازید. در تیم ما، تخمین زدهایم که شما بیش از ۱۰ میلیارد فاژ بر روی هر دستتان دارید. یعنی روی دستمان چکار می کنند؟
(Laughter)
(خنده)
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.
خب، ویروسها در آلوده کردن سلولها خیلی کارکشته هستند. و فاژها در آلوده کردن باکتریها عالی هستند. و دست شما، درست مثل اکثر نقاط بدنمان، منشاء فعالیت باکتریها است، که آن را به یک شکارگاه مناسب برای فاژها تبدیل میکند. چون خب، فاژها باکتریها را شکار میکنند. همچنین اهمیت دارد که بدانید فاژها شکارچیانی به شدت انتخابی هستند. معمولا، یک فاژ فقط نوع خاصی از هرگونه باکتری را آلوده خواهد کرد. خب در تصویر اینجا، فاژی که میبینید باکتری به نام استافیلوکوکوس اورئوس است که به عنوان MRSA در فرم مقاوم در برابر دارو شناخته میشود. این عامل عفونتهای پوستی یا زخم است.
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.
نحوه شکار فاژ با پاهای خودش است. پاها در واقع گیرندههای بسیار حساس هستند. که به جستجوی سطح مناسب در سلول باکتری میپردازند. وقتی آن را پیدا کرد، فاژ به دیواره سلولی باکتری متصل میشود و بعد DNA خود را تزریق میکند. DNA در راس فاژ قرار میگیرد و از طریق بدن بلند به داخل باکتری حرکت میکند. در این نقطه، فاژ باکتری را به تولید تعداد زیادی فاژهای جدید سازماندهی مجدد میکند. این باکتری در عمل به کارخانه فاژ تبدیل میشود. هنگامی که حدود ۵۰ تا۱۰۰ فاژ در داخل سلول باکتری جمع شد، فاژها قادر به آزاد کردن پروتیینی هستند که دیواره سلولی باکتری را مختل میکند. در اثر انفجار باکتریها، فاژها حرکت میکنند و دوباره به شکار باکتریهای جدید میروند تا آلوده کنند.
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.
حالا، متاسفم، احتمالا دوباره مثل یه ویروس ترسناک به نظر میرسد. اما دقیقا این توانایی فاژها است -- که در درون باکتریها تکثیر شود و سپس آنها را بکشد -- که آنها را از نقطه نظر پزشکی بسیار جالب میکند. بخش دیگر که به شدت جالب توجه است مقیاسی است که در آن قرار است ادامه پیدا کند. حالا، فقط ۵ سال پیش، هیچ سرنخی از فاژها نداشتم. و با این حال، امروز به شما میگویم که آنها بخشی از یک اصل طبیعی هستند. فاژها و باکتریها به اولین روزهای تکامل برمیگردند. آنها همیشه در دو جهت وجود داشتن که همدیگر را در حال بررسی قرار بدهند. پس این واقعا داستان یین و یانگ، شکارچی و صید در سطح میکروسکوپی است. برخی دانشمندان حتی تخمین زدهاند که فاژها فراوان ترین موجودات در سیاره ما هستند. پس حتی قبل از اینکه درباره پتانسیل پزشکیشان صحبت کنیم، فکر میکنم همه باید درباره فاژ و نقش آنها در زمین بدانند: شکار، آلوده کردن و کشتن باکتریها.
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.
حال، ما چگونه چیزی داریم که در طبیعت، هر روز، همه جای اطراف ما، و در اغلب نقاط جهان، به خوبی کار میکند. حتی یک دارو در بازار نداریم که از این اصل برای مبارزه با عفونتهای باکتریایی استفاده کند؟ پاسخ ساده این است که: هیچ کس این نوع دارو را توسعه نداده است، حداقل یک راه حل با استانداردهای مقرراتی غربی که هنجار را برای بسیاری از جهان تنظیم میکند مطابقت ندارد. برای درک این که چرا، باید به عقب برگردیم.
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.
این تصویری از فلیکس دی هرل است. او یکی از دو دانشمندانی است که کشف فاژ را تایید کردهاند. به جز وقتی که در سال ۱۹۱۷ آنها را پیدا کرد، هیچ سرنخی نداشت که چه کشف کرده است. او به یک بیماری به نام اسهال باسیلی علاقه مند بود. که نوعی عفونت باکتریایی است که باعث اسهال شدید میشود، و پس از آن بسیاری از مردم را میکشد، چون بعد از همه اینها، هیچ درمانی برای عفونتهای باکتریایی اختراع نشده بود. او به نمونههای بیمارانی نگاه میکرد که از این بیماری جان سالم به در برده بودند. و متوجه شد که یه چیز عجیبی دارد اتفاق میافتد. چیزی که در نمونه بود باکتری را میکشت که حدس زده میشد باعث بیماری میشود.
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.
برای روشن شدن قضیه، او آزمایش ماهرانهای را انجام داد. نمونه را گرفت، آن را فیلتر کرد تا مطمئن شود که تنها چیزی بسیار کوچک میتوانست باقی بماند. و سپس یک قطره کوچک برداشت و آن را به باکتری تازه کشت داده شده اضافه کرد. و مشاهده کرد که در عرض چند ساعت، باکتری کشته شده بود. بعد دوباره تکرار کرد، یک قطره کوچک برداشت، و آن را به دستهای دیگر از باکتریهای تازه اضافه کرد او این کار را۵۰ بارمتوالی انجام داد، همیشه هم همان اثر را مشاهده میکرد. و در این نقطه، او دو نتیجه گیری کرد. اول از همه، واضح است: بله، چیزی باکتری را میکشد، و این در آن مایع بود. دیگری: باید در طبیعت بیولوژیکی باشد، چون یک قطره کوچک برای داشتن اثر بسیار کافی بود. او عامل را که پیدا کرده بود "میکروب نامرئی" نامید و نام" باکتروفاژ" را به آن داد. که به معنای "باکتریخوار" است. و راستی، این یکی از یافتههای اساسی میکروبیولوژی مدرن است. بسیاری از تکنیکهای مدرن به درک ما از نحوه کار فاژ در -- ویرایش ژنومی، بلکه در زمینههای دیگر برمیگردند. و همین امروز، جایزه نوبل شیمی برای دو دانشمند که با فاژ کار میکنند و براساس آن دارو تولید میکنند را اعلام کردند.
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.
حالا، در دهههای ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰، مردم بلافاصله پتانسیل پزشکی فاژها را دیدند. بعد از این همه، اگرچه نامریی بود، چیزی وجود داشت که طور مطمئنی باکتریها را میکشت. شرکتهایی که هنوز هم هستند مثل آبوت، اسکویب یا لی لی، محصولات فاژ را فروختند. اما واقعیت این است که اگر با یک میکروب نامرئی شروع میکنید، رسیدن به یک داروی قابل اعتماد بسیار دشوار است. فقط تصور کنید که به سازمان غذا و دارو مراجعه کنید و همه چیز را در مورد آن ویروس نامریی که میخواهید به بیماران بدهید، تعریف کنید. بنابراین هنگامی که آنتی بیوتیکهای شیمیایی در دهه ۱۹۴۰ پدید آمدند، آنها به طور کامل بازی را تغییر دادند. و این مرد نقش مهمی بازی کرد.
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.
این الکساندر فلمینگ است. او برنده جایزه نوبل پزشکی برای کار خود در توسعه اولین آنتی بیوتیک پنی سیلین شد. و آنتی بیوتیکها واقعا خیلی متفاوت از فاژها کار میکنند. در اکثر موارد، آنها رشد باکتری را مهار میکنند. و از خیلی از باکتریهایی که حضور دارند مراقبت نمیکنند. آنهایی که ما آن را وسیع الطیف مینامیم حتی علیه یک مشت باکتری که در آنجا هستند کار میکنند. آن را با فاژ مقایسه کنید، که به شدت در برابر یک گونه باکتری کار میکند. و میتوانید مزیت آشکار آن را ببینید.
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.
حالا، در این صورت، این باید احساس یک رویا را داشته باشد که واقعیت داشته است. شما بیمار مبتلا به عفونت باکتریایی را داشتید، آنتی بیوتیک به او دادید، و بدون نیاز واقعی به دانستن هر چیز دیگری در مورد باکتری باعث این بیماری شود، بسیاری از بیماران شفا یافتند. و همین طور که آنتی بیوتیکهای بیشتری ایجاد کردیم، آنها به درستی به صف اول درمان برای عفونتهای باکتریایی شدند. و راستی، آنها به امید به زندگی ما بسیار کمک کردهاند. امروزه ما تنها قادر به انجام مداخلات پزشکی پیچیده و جراحیهای پزشکی هستیم زیرا آنتی بیوتیکها را داریم، و جان بیمار در حال مرگ را در روز بعد که آلوده شده باشد، به خطر نمی اندازیم.
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.
بنابراین شروع به فراموش کردن فاژها کردیم به خصوص در پزشکی غربی. و تا حدی، حتی وقتی که بزرگ شدم، مفهوم این بود: که ما عفونتهای باکتریایی را برطرف کردهایم: ما آنتی بیوتیکها را داریم. البته، امروز، میدانیم که این کار اشتباه است. امروز بیشتر شما در مورد ابرمیکروبها شنیدهاید. اینها باکتریهایی هستند که نسبت به بسیاری از آنتی بیوتیکها مقاوم شدهاند، اگر نه همه، از آنتی بیوتیکهایی که برای درمان این عفونت ساختهایم.
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.
چطور به اینجا رسیدیم؟ خب، ما آنقدر که فکر می کردیم باهوش نبودیم. هنگامی که استفاده از آنتی بیوتیکها در همه جا -- برای درمان و پیش گیری، در خانه، برای سرماخوردگی ساده: در مزرعه، برای سالم نگه داشتن حیوانات رایج گردید -- اکتر باکتریها تکامل یافتند. در حمله آنتی بیوتیکها که همگی آنها را احاطه کرده بودند، آن دسته باکتریهایی زنده ماندند که به بهترین شکل قادر به تطبیق خود بودند. امروزه اینها را "باکتری های مقاوم در برابر دارو مینامیم". و بگذارید یک عدد ترسناک در آنجا بگذارم. در مطالعهای که اخیرا توسط دولت بریتانیا انجام شد. تخمین زده شد که تا سال ۲۰۵۰، ده میلیون نفر هر ساله از عفونتهای مقاوم در برابر دارو جان میدهند. این رقم را با هشت میلیون مرگ در سال مقایسه کنید. و میتوانید ببینید که این رقم بسیار ترسناک است.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
اما خبر خوب این است که، فاژها در اطراف خود گیر کردهاند. و بگذارید به شما بگویم، آنها تحت تاثیر مقاومت در برابر دارو قرار نمی گیرند.
(Laughter)
(خنده حضار)
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.
آنها خوشبختانه باکتریها را در اطراف ما می کشند و شکار میکنند. و آنها همچنین انتخابی باقی ماندند، که امروزه واقعا چیز خوبی است. امروزه، ما میتوانیم به طور موثق یک پاتوژن باکتریایی را شناسایی کنیم که منجر به عفونت در بسیاری از زمینهها می شود. و انتخاب آنها به ما کمک خواهد کرد تا از برخی از اثرات جانبی که معمولا با آنتی بیوتیکهای گسترده همراه هستند اجتناب کنیم. اما شاید در کل بهترین خبر این باشد: آنها دیگر یک میکروب نامریی نیستند. میتوانیم به آنها نگاه کنیم. و قبلا هم این کار را انجام دادیم. میتوانیم DNA آنها را توالییابی کنیم. ما این همانندسازی را درک میکنیم. و ما این محدودیتها رو درک میکنیم. ما در حال حاضر در مکان خوبی هستیم تا مواد دارویی قوی مبتنی بر فاژ و قابل اعتماد را توسعه دهیم.
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.
و این چیزی است در سراسر جهان در حال رخ دادن است. بیش از ۱۰ شرکت بیوتکنولوژی، از جمله شرکت ما، در حال توسعه برنامههای فاژهای انسانی برای درمان عفونتهای باکتریایی هستند. تعدادی از آزمایشهای بالینی در اروپا و آمریکا در حال انجام است. پس من متقاعد شدهام که ما در آستانه رنسانس فاژدرمانی ایستادهایم. و برای من، روش صحیح برای به تصویر کشیدن فاژ چیزی شبیه این است.
(Laughter)
(خنده حضار)
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
به نظر من، فاژها ابر قهرمانان هستند که ما در مبارزه خود علیه عفونتهای مقاوم در برابر دارو منتظرش بودهایم.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
پس دفعه بعد که به یک ویروس فکر میکنید، این تصویر را در ذهن داشته باشید. هر چه باشد، یک فاژ ممکن است روزی جان شما را نجات دهد.
Thank you.
سپاسگزارم.
(Applause)
(تشویق حضار)