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."
Pare um pouco e pense em um vírus. O que vem a sua mente? Uma doença? Um medo? Provavelmente algo realmente desagradável. No entanto, os vírus não são todos iguais. É verdade, alguns deles causam doenças devastadoras. Mas outros podem fazer exatamente o oposto: curar doenças. Esses vírus são chamados de 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.
A primeira vez que ouvi sobre fagos foi por volta de 2013. Meu sogro, que é cirurgião, contou-me sobre uma mulher que ele estava tratando. A mulher tinha uma lesão no joelho, precisou de várias cirurgias e, ao longo delas, desenvolveu na perna uma infecção bacteriana crônica. Infelizmente para ela, as bactérias causadoras da infecção também não responderam a qualquer antibiótico disponível. Nesse ponto, normalmente, a única opção é amputar a perna para impedir que a infecção se espalhe ainda mais. Meu sogro estava desesperado por outra solução e solicitou um tratamento experimental usando fagos, como último recurso. E adivinha? Funcionou. Depois de três semanas da aplicação dos fagos, a infecção crônica estava curada, sendo que antes nenhum antibiótico tinha funcionado. Fiquei fascinado por esta concepção estranha: vírus curando uma infecção. Até hoje, sou fascinado pelo potencial médico dos fagos. Na verdade, ano passado larguei o emprego para criar uma empresa nessa área.
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.
Agora, o que é um fago? Esta imagem foi tirada por um microscópio eletrônico. Isso significa que o que vemos na tela é extremamente minúsculo. O que vemos no meio, com uma cabeça, corpo comprido e vários pés, é a imagem de um fago prototípico. Até que ele é fofo.
(Laughter)
(Risos)
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?
Agora, dê uma olhada na sua mão. Nossa equipe estima que temos mais de 10 bilhões de fagos em cada uma das mãos. O que eles estão fazendo ali?
(Laughter)
(Risos)
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.
Bem, os vírus são bons em infectar células. E os fagos são ótimos em infectar bactérias. E nossa mão, assim como muito do nosso corpo, é um viveiro de atividade bacteriana, tornando-se um local ideal de caça para os fagos. Porque, afinal, os fagos caçam bactérias. Também é importante saber que os fagos são caçadores extremamente seletivos. Normalmente, um fago infectará apenas uma única espécie de bactéria. Então, nesta representação, o fago que vemos caça uma bactéria chamada Staphylococcus aureus, conhecida como MRSA em sua forma resistente a drogas. Ela causa infecções na pele ou em ferimentos.
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.
O fago caça com os pés. Os pés são receptores extremamente sensíveis, em busca da superfície exata de uma célula bacteriana. Uma vez encontrada, o fago vai agarrar-se à parede celular bacteriana e injetar seu DNA. O DNA fica na cabeça do fago e passa para as bactérias através do corpo longo. Nesse ponto, o fago reprograma a bactéria para produzir lotes de novos fagos. A bactéria, na verdade, se torna uma fábrica de fagos. Quando houver cerca de 50 a 100 fagos dentro da célula bacteriana, eles são capazes de liberar uma proteína que rompe a parede celular da bactéria. Quando a bactéria irrompe, os fagos saem e vão caçar outra bactéria para infectar.
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.
Desculpe, isso provavelmente se parece com um vírus assustador. Mas é exatamente essa capacidade dos fagos, de se multiplicar dentro das bactérias e depois matá-las, que os tornam tão interessantes do ponto de vista médico. Outra coisa que acho extremamente interessante é a escala em que isso está acontecendo. Há apenas cinco anos, eu não tinha ideia sobre fagos. E hoje eu diria que eles são parte de um princípio natural. Fagos e bactérias remontam aos primórdios da evolução. Eles sempre existiram em conjunto, mantendo um ao outro em cheque. Então, essa é realmente a história do yin e yang, do caçador e da presa, a nível microscópico. Alguns cientistas estimaram que os fagos são o organismo mais abundante em nosso planeta. Então, antes de continuarmos falando sobre seu potencial médico, acho que todos deveriam saber sobre os fagos e seu papel na Terra: eles caçam, infectam e matam bactérias.
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.
Agora, como é que temos algo que funciona tão bem na natureza, todos os dias, em todos os lugares, e, ainda assim, não temos uma única droga no mercado que use esse princípio para combater infecções bacterianas? A resposta simples é: ninguém desenvolveu esse tipo de droga ainda, ao menos não uma de acordo com os padrões regulatórios ocidentais, que definem a norma para grande parte do mundo. Para entender o porquê, precisamos voltar no tempo.
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.
Esta é uma foto de Félix d'Herelle, um dos dois cientistas que descobriu os fagos. Só que, quando ele os descobriu, em 1917, ele não tinha ideia do que tinha descoberto. Ele estava interessado em uma doença chamada disenteria bacilar, uma infecção bacteriana que causa diarreia grave e que, na época, estava matando muita gente, afinal de contas, não havia cura para infecções bacterianas. Ele observava amostras de pacientes que sobreviveram a essa doença, e descobriu que algo estranho estava acontecendo. Algo na amostra estava matando as bactérias que causavam a doença.
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 descobrir o que estava acontecendo, ele fez um experimento engenhoso. Ele pegou a amostra, filtrou-a, até ter certeza de que apenas algo muito pequeno poderia ter restado, e, em seguida, acrescentou uma pequena gota a bactérias recentemente cultivadas. Ele observou que, dentro de algumas horas, as bactérias estavam mortas. Ele repetiu isso, filtrando novamente, pegando uma pequena gota, e adicionando-a ao próximo lote de bactérias frescas. Ele repetiu isso 50 vezes, sempre observando o mesmo efeito. Nesse ponto, ele chegou a duas conclusões. Primeiro, a óbvia: algo estava matando as bactérias e estava naquele líquido. A outra: tinha que ser algo biológico por natureza porque uma pequena gota era suficiente para causar um enorme impacto. Ele chamou o agente que havia encontrado de "micróbio invisível" e deu-lhe o nome "bacteriófago", que, literalmente traduzido, significa "comedor de bactérias". A propósito, essa é uma das descobertas mais fundamentais da microbiologia moderna. Muitas técnicas modernas remontam à compreensão de como os fagos funcionam; na edição do genoma, mas também em outros campos. E, justamente hoje, o Prêmio Nobel de Química foi anunciado para dois cientistas que trabalham com fagos e desenvolvem drogas baseadas neles.
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.
Nos anos 1920 e 1930, as pessoas também viram imediatamente o potencial médico dos fagos, afinal de contas, embora invisível, algo certamente estava matando as bactérias. Empresas que ainda existem hoje, como Abbott, Squibb ou Lilly, vendiam preparações de fagos. Mas a realidade é que, se você começa com um micróbio invisível, é muito difícil chegar a um medicamento confiável. Apenas imagine ir à Anvisa hoje e falar sobre um vírus invisível que você quer dar aos pacientes. Então, quando os antibióticos químicos surgiram na década de 1940, eles mudaram completamente o jogo. E este cara desempenhou um papel importante.
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.
Este é Alexander Fleming. Ele ganhou o Prêmio Nobel de Medicina por sua contribuição para o desenvolvimento do primeiro antibiótico, a penicilina. E os antibióticos realmente agem de forma bem diferente dos fagos. Em sua maioria, eles inibem o crescimento das bactérias e não se preocupam muito com o tipo de bactéria presente. Os chamados antibióticos de largo espectro agem contra diversas bactérias. Comparemos com os fagos, que agem contra uma única espécie de bactéria, e vemos a vantagem óbvia.
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.
Naquela época, deve ter sido como a realização de um sonho. Você tinha um paciente com suspeita de infecção bacteriana, dava antibiótico a ele, e, sem precisar realmente saber mais nada sobre a bactéria que causava a doença, muitos dos pacientes se recuperavam. Assim, à medida que desenvolvíamos mais e mais antibióticos, eles se tornaram o tratamento número um para infecções bacterianas. E, a propósito, eles contribuíram muito para nossa expectativa de vida. Só podemos realizar cirurgias e intervenções médicas complexas porque temos antibióticos e o paciente não corre o risco de morrer no dia seguinte de infecção bacteriana possivelmente contraída durante a operação.
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.
Então começamos a nos esquecer dos fagos, especialmente na medicina ocidental. E de certa forma, mesmo quando eu estava crescendo, a noção era: resolvemos as infecções bacterianas, temos os antibióticos. Claro, hoje sabemos que isso está errado. A maioria de vocês já ouviu sobre as superbactérias. Bactérias que se tornaram resistentes a muitos, se não todos, os antibióticos que desenvolvemos para tratar essa infecção.
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.
Como chegamos a isso? Bem, não fomos tão espertos quanto pensamos. Quando começamos a usar antibióticos para tudo: em hospitais, para tratar e prevenir, em casa, para simples resfriados, e em fazendas, para manter os animais saudáveis, as bactérias evoluíram. Com o ataque agressivo dos antibióticos, as bactérias com mais facilidade de se adaptar sobreviveram. Hoje, são chamadas de "bactérias multirresistentes". Vou colocar aqui um número assustador. Em um recente estudo pago pelo governo do Reino Unido, estimou-se que, por volta de 2050, 10 milhões de pessoas por ano podem morrer por infecções de bactérias multirresistentes. Comparemos isso aos 8 milhões de mortes por câncer por ano hoje, e podemos ver que é um número assustador.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
Mas a boa notícia é que os fagos continuam por aí. E eles não se impressionam com bactérias multirresistentes.
(Laughter)
(Risos)
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.
Eles seguem felizes, matando e caçando bactérias por aí. E continuam seletivos, o que hoje realmente é algo bom. Hoje, podemos seguramente identificar um patógeno bacteriano que está causando uma infecção. E a seletividade deles vai nos ajudar a evitar alguns dos efeitos colaterais que geralmente estão associados a antibióticos de amplo espectro. Mas talvez a melhor notícia de todas seja: não há mais micróbios invisíveis. Podemos vê-los. E fizemos isso antes, juntos. Podemos sequenciar o DNA deles. Entendemos como se replicam e suas limitações. Estamos num ponto ótimo para desenvolver medicamentos fortes e confiáveis baseados em 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.
E é isso que está acontecendo no mundo todo. Mais de dez empresas de biotecnologia, incluindo a nossa, estão desenvolvendo aplicações de fagos para tratar infecções bacterianas. Inúmeras pesquisas clínicas estão sendo feitas na Europa e nos EUA. Então estou convencido de que estamos próximos do ressurgimento da fagoterapia. E para mim, a forma correta de representar os fagos é assim.
(Laughter)
(Risos)
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
Para mim, os fagos são os super-heróis pelos quais estávamos esperando em nossa luta contra as infecções multirresistentes.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
Então, da próxima vez em que você pensar em um vírus, tenha esta imagem em mente. Afinal de contas, um dia um fago pode salvar a sua vida.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)