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."
Stați un pic și gândiți-vă la un virus. Ce vă vine în minte? O boală? O teamă? Probabil ceva foarte neplăcut. Și totuși, nu toate virusurile sunt la fel. Într-adevăr, unele dintre ele provoacă boli devastatoare. Dar altele pot face exact opusul, pot vindeca boli. Acestea sunt numite „bacteriofagi”.
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.
Prima dată am auzit de bacteriofagi în 2013. Socrul meu, care este chirurg, îmi povestea despre o pacientă cu o leziune la genunchi ce a necesitat operații multiple. Pe parcurs, a dezvoltat o infecție bacteriană cronică la picior. Din nefericire pentru ea, bacteria ce cauza infecția nu răspundea la niciun antibiotic disponibil. În această situație, de obicei, unica soluție este amputarea piciorului pentru a opri răspândirea infecției. Socrul meu căuta cu disperare o soluție alternativă. A solicitat, în ultimă instanță, tratamentul experimental cu bacteriofagi. Și, uimitor, a funcționat. În trei săptămâni de la aplicare, infecția cronică s-a vindecat, acolo unde niciun antibiotic nu funcționa. Eram fascinat de acest concept ciudat: virusurile care vindecă infecția. Și astăzi sunt fascinat de potențialul medical al bacteriofagilor. Chiar mi-am dat demisia anul trecut pentru a crea o companie în domeniu.
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.
Ce este un bacteriofag? Imaginea pe care o vedeți aici a fost făcută cu un microscop electronic. Asta înseamnă că ceea ce vedem pe ecran este în realitate extrem de mic. Particula granulată din mijloc, cu un cap și un corp lung și cu câteva picioare... Aceasta este imaginea tipică a unui bacteriofag. Este chiar simpatic.
(Laughter)
(Râsete)
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?
Acum priviți-vă mâna! Echipa noastră a estimat că aveți peste zece miliarde de bacteriofagi pe fiecare mână. Ce fac acolo?
(Laughter)
(Râsete)
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.
Ei bine, virusurile pot infecta celulele. Iar bacteriofagii pot infecta bacteriile. Iar mâna, precum și corpul, este un focar de activitate bacteriană, un teren de vânătoare ideal pentru bacteriofagi. Deoarece, la urma urmei, bacteriofagii vânează bacterii. Important este și că bacteriofagii sunt vânători extrem de selectivi. De obicei, un bacteriofag va infecta o anumită specie de bacterii. În această imagine, bacteriofagul pe care îl vedeți vânează bacterii numite Staphylococcus aureus, sau SARM, în forma lor rezistentă la medicamente. Cauzează infecții de piele sau ale rănilor.
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.
Bacteriofagul vânează folosindu-și picioarele. Picioarele sunt niște receptori foarte sensibili în căutarea suprafeței ideale a unei celule bacteriene. Odată ce a găsit-o, bacteriofagul se va prinde de peretele celulei bacteriene și își va injecta ADN-ul. ADN-ul e în capul bacteriofagului și intră înăuntrul bacteriei prin corpul său lung. Acum, bacteriofagul reprogramează bacteria să producă mulți alți bacteriofagi. Bacteria, de fapt, devine o fabrică de bacteriofagi. Odată strânși 50 sau 100 de bacteriofagi în celula bacteriană, aceștia au capacitatea de a elibera o proteină care distruge peretele celulei bacteriene. Când bacteria se sparge, bacteriofagii ies și pleacă iar să vâneze și să infecteze noi bacterii.
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.
Scuze, asta iar a sunat ca și cum ar fi un virus înfricoșător, dar însăși această capacitate a bacteriofagilor, de a se înmulții înăuntrul bacteriilor și de a le ucide, îi face atât de interesanți din punct de vedere medical. Celălalt element extrem de important este scara la care se petrece asta. Doar cu cinci ani în urmă habar nu aveam de bacteriofagi. Și totuși astăzi v-aș spune că sunt parte dintr-un principiu al naturii. Bacteriofagii și bacteriile există de la începuturile evoluției. Întotdeauna au existat în tandem, ținându-se reciproc sub control. Aceasta este povestea yin și yang, a prădătorului și a prăzii, la nivel microscopic. Unii oameni de știință chiar au estimat că bacteriofagii sunt organismele cele mai numeroase de pe planetă. Înainte de a vorbi mai mult despre potențialul lor în medicină, ar trebui să știm ce sunt și ce rol au bacteriofagii pe Pământ: Ei vânează, infectează și ucid bacteriile.
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.
Cum se face că avem ceva ce este atât de eficient în natură, în fiecare zi, peste tot în jurul nostru, și totuși, mai nicăieri în lume nu avem niciun medicament pe piață care să combată infecțiile bacteriene pe acest principiu. Este simplu: nimeni nu a creat un astfel de medicament încă. Cel puțin, nu unul conform standardelor de reglementare occidentale stabilite în cea mai mare parte a lumii. Pentru a înțelege de ce, trebuie să privim înapoi în timp.
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.
Aceasta e o fotografie a lui Félix d'Herelle. E unul dintre cei doi oameni de știință ce au descoperit bacteriofagii. Doar că, în 1917, când i-a descoperit, habar nu avea ce descoperise. El studia o boală numită dizenterie bacilară, o infecție bacteriană care provoacă diaree severă și care, în acele timpuri, ucidea mulți oameni, deoarece nu fusese inventat un tratament pentru infecțiile bacteriene. Studia mostre de la pacienți care supraviețuiseră acestei boli și a descoperit că se petrecea ceva ciudat. Ceva din acele mostre ucidea bacteriile care ar fi cauzat boala.
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.
Pentru a afla ce se întâmpla, a făcut un experiment ingenios. A luat mostra, a filtrat-o, asigurându-se că rămâne doar ceva foarte mic, și a luat o picătură minusculă, adăugând-o altor culturi bacteriologice. A observat că în câteva ore bacteriile fuseseră ucise. Apoi a repetat procedeul, filtrând, luând o picătură minusculă, adăugând-o unui lot nou de bacterii. A făcut asta de 50 de ori la rând, observând mereu același efect. Și atunci a tras două concluzii. În primul rând, cea evidentă: da, ceva ucidea bacteriile și se afla în acel lichid. În al doilea rând, cu siguranță era de natură biologică, deoarece o picătură minusculă ajungea să aibă un impact uriaș. A identificat agentul găsit ca „microb invizibil” și l-a denumit „bacteriofag”, ceea ce înseamnă „mâncător de bacterii”. Aceasta este, de altfel, una dintre descoperirile fundamentale ale microbiologiei moderne. Multe tehnici moderne se bazează pe înțelegerea funcționării bacteriofagilor, în editarea genomului, dar și în alte domenii. Chiar astăzi au primit Premiul Nobel pentru chimie doi chimiști ce lucrează cu bacteriofagi, creând medicamente pe acest principiu.
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.
În anii 1920-1930 a fost recunoscut potențialul medical al bacteriofagilor. La urma urmei, deși invizibil, exista ceva care ucidea bacteriile. Companii care există și astăzi ca Abbott, Squibb sau Lilly, au vândut asemenea preparate. Dar realitatea este că dacă începi cu un microb invizibil, e foarte dificil să găsești un medicament sigur. Cum ar fi să mergem la FDA astăzi și să le vorbim despre virusul invizibil pe care vrem să îl dăm pacienților. Când antibioticele au apărut în anii 1940, au schimbat complet regulile jocului. Iar acest om a avut un rol important.
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.
Acesta e Alexander Fleming. A câștigat Premiul Nobel în medicină pentru munca sa, contribuind la dezvoltarea primului antibiotic: penicilina. Antibioticele funcționează foarte diferit față de bacteriofagi. În principal, inhibă dezvoltarea bacteriilor și nu prea le pasă ce fel de bacterii sunt prezente. Cele așa-numite cu spectru larg vor avea efect asupra mai multor feluri de bacterii. Comparați asta cu bacteriofagii, care au ca țintă o singură specie de bacterii și puteți vedea avantajul clar.
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.
Atunci trebuie să fi părut un vis devenit realitate. Dacă un pacient avea o infecție bacteriană, primea un antibiotic și fără a ști nimic altceva despre bacteriile ce cauzau boala, mulți pacienți își reveneau. Pe măsură ce am creat tot mai multe antibiotice, au devenit un adevărat tratament de vârf pentru infecțiile bacteriene. De asemenea, ele au contribuit enorm la creșterea speranței de viață. Astăzi reușim să facem intervenții medicale complexe și operații chirurgicale pentru că avem antibiotice și nu riscăm ca pacientul să moară a doua zi din cauza infecției bacteriene contractate în timpul operației.
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.
Așa am început să uităm de bacteriofagi, mai ales în medicina occidentală. Într-un fel, chiar și când eram copil, ideea era: am rezolvat infecțiile bacteriene; avem antibiotice. Bineînțeles că astăzi știm că e greșit. Majoritatea ați auzit de super-bacterii. Sunt bacterii ce au devenit rezistente dacă nu la toate, la multe dintre antibioticele create pentru a trata această infecție.
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.
Cum am ajuns aici? Ei bine, nu am fost atât de isteți pe cât credeam. Pentru că am început să folosim antibioticele pentru orice: în spitale, pentru a trata și a preveni; acasă, pentru răceli banale; la ferme, pentru a ține animalele sănătoase... Bacteriile au evoluat. Sub atacul antibioticelor ce le înconjurau, au supraviețuit doar bacteriile ce s-au adaptat cel mai bine. Acestea sunt numite astăzi „bacterii multirezistente”. Permiteți-mi să dau un număr înfricoșător. Un studiu finanțat recent de guvernul britanic estima că până în 2050, anual, zece milioane de oameni pot muri din cauza bacteriilor multirezistente. Comparați cu cele opt milioane de morți anual cauzate de cancer și veți vedea că este un număr înfricoșător.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
Dar vestea bună este că bacteriofagii au rezistat. Credeți-mă, nu se lasă impresionați de multirezistență.
(Laughter)
(Râsete)
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.
Doar ucid și vânează bacteriile din jurul nostru cu plăcere. Și au rămas selectivi, ceea ce este un lucru foarte bun. Astăzi putem identifica, în mod fiabil, o bacterie patogenă ce cauzează o infecție în multe medii. Selectivitatea lor ne va ajuta să evităm unele efecte secundare ce sunt adesea asociate cu antibioticele cu spectru larg. Dar poate că cea mai bună veste este că nu mai sunt microbi invizibili. Îi putem privi. Și am mai făcut asta împreună. Le putem analiza ADN-ul. Înțelegem cum se reproduc. Și înțelegem limitele. Suntem avantajați, știind cum să creăm produse farmaceutice puternice, fiabile, cu bacteriofagi.
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.
Asta se întâmplă în lume. Peste zece companii farmaceutice, inclusiv a noastră, folosesc bacteriofagii din corpul uman pentru a trata infecțiile bacteriene. Studii clinice sunt în desfășurare în Europa și SUA, așa că sunt convins că suntem aproape de renașterea terapiei cu bacteriofagi. Pentru mine, modul corect de a reprezenta bacteriofagii este cam așa.
(Laughter)
(Râsete)
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
Bacteriofagii pentru mine sunt super eroii pe care îi așteptam în lupta noastră împotriva infecțiilor multirezistente.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
Când vă mai gândiți la un virus, amintiți-vă această imagine. La urma urmei, un bacteriofag vă poate salva viața cândva.
Thank you.
Mulțumesc!
(Applause)
(Aplauze)