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."
Задумайтесь на секунду о вирусах. Что приходит на ум? Заболевания? Страх? Вероятно, что-то очень неприятное. Однако не все вирусы одинаковы. Верно, некоторые из них вызывают тяжёлые заболевания. Но другие могут производить противоположный эффект: излечивать. Такие вирусы называются фагами.
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.
Я впервые услышал о фагах в 2013 году. Мой тесть, хирург, рассказал мне о своей пациентке. Ей сделали серию операций на колене, и в связи с этим у неё на ноге развилась хроническая бактериальная инфекция. К несчастью для пациентки, бактерия, вызвавшая инфекцию, не поддавалась лечению никакими доступными антибиотиками. На тот момент единственным выходом для неё была ампутация ноги, чтобы предотвратить дальнейшее распространение инфекции. Мой тесть отчаянно искал другое решение и применил экспериментальное средство — бактериофагов. И что вы думаете? Это сработало. Спустя три недели лечения фагами хроническая инфекция была побеждена, тогда как антибиотики применялись безуспешно. Эта странная идея меня поразила: вирусы лечат инфекцию. По сей день я поражаюсь потенциалу фагов в медицине. В прошлом году я уволился, чтобы основать компанию в этой сфере.
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.
Что же такое фаг? Это изображение было получено с помощью электронного микроскопа. То, что мы здесь видим, в реальности очень маленького размера. Нечёткая штуковина с длинным туловищем, головой и ножками — классический фаг. Симпатяга.
(Laughter)
(Смех)
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?
Теперь взгляните на свою руку. Наша команда подсчитала, что на каждой руке у нас находится по 10 миллиардов фагов. Что они там делают?
(Laughter)
(Смех)
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.
Что ж, вирусы прекрасно инфицируют клетки. А фаги прекрасно инфицируют бактерии. А ваши руки, как и остальные части тела, — просто рассадники бактериальной активности и идеальные охотничьи угодья для фагов. Ведь как-никак фаги охотятся на бактерий. Важно также знать, что фаги — весьма избирательные охотники. Обычно один вид фагов инфицирует только определённый вид бактерий. На этом изображении фаг охотится на бактерию под названием золотистый стафилококк, или метициллин-резистентный стафилококк, если он устойчив к антибиотикам. Он вызывает инфекции кожи и ран.
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.
Фаги охотятся с помощью ножек. Эти ножки — очень чувствительные рецепторы, нащупывающие подходящее место на поверхности клетки. Как только фаг находит такой участок, он прикрепляется к оболочке клетки и впрыскивает внутрь свою ДНК. ДНК хранится в головке фага и перемещается в бактерию сквозь его длинный хвост. В момент впрыскивания фаг перепрограммирует бактерию на производство множества новых фагов. В сущности бактерия становится фабрикой по производству фагов. Как только внутри клетки оказывается 50–100 фагов, они вырабатывают белок, разрывающий клеточную оболочку бактерии. Бактерия разрывается, фаги выходят наружу и продолжают охотиться на новых бактерий.
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.
Боюсь, это снова прозвучало как история о жутком вирусе. Но именно эта способность фагов — размножаться внутри бактерий и затем их убивать — делает их такими интересными с точки зрения медицины. Другой аспект, чрезвычайно для меня интересный, — масштабы происходящего. Всего пять лет назад я и понятия не имел о фагах. Теперь же я заявляю, что они часть закона природы. Фаги и бактерии берут начало в истоках эволюционного процесса. Они всегда сосуществовали, держа друг друга под контролем. Это история инь и ян, охотника и добычи — на микроскопическом уровне. Учёные даже подсчитали, что фаги — самый распространённый организм на планете. Так что прежде чем продолжать разговор о лечебном потенциале фагов, думаю, все должны знать об их роли на Земле: охотиться, инфицировать и убивать бактерий.
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.
Как же так: у нас есть что-то, что так хорошо работает в природе, — всегда и везде, — но при этом в большинстве мест на планете у нас нет ни единого препарата, использующего этот принцип в борьбе с бактериальными инфекциями? Ответ прост: пока такого препарата никто не разработал, по крайней мере, из тех, кто подчиняется западным стандартам регулирования, задающим нормативы большей части мира. Чтобы разобраться в причинах, нужно отправиться в прошлое.
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.
Это Феликс Д'Эрелль, один из двух учёных, которым ставят в заслугу открытие фагов. Правда, когда он их открыл в далёком 1917-м, он и понятия не имел, что он открыл. Он изучал бациллярную дизентерию — бактериальную инфекцию, вызывающую тяжёлую диарею и в то время убившую много людей, потому что тогда ещё не было изобретено средство борьбы с бактериями. Он исследовал образцы, полученные от выживших пациентов, и обнаружил нечто странное. Что-то в образцах убивало бактерий, которые вызывали болезнь.
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.
Чтобы разобраться в происходящем, он провёл хитроумный эксперимент. Он стал фильтровать содержимое образца, пока не убедился, что там остались только очень маленькие частицы, а затем добавил крошечную каплю фильтрата в пробирку с бактериями. Он увидел, что через несколько часов бактерии были уничтожены. Он повторил эксперимент: фильтрация, крошечная капля, свежая партия бактерий. Он повторял это 50 раз — с неизменным результатом. К этому моменту он сделал два вывода. Очевидный: что-то убивает бактерий — что-то, содержащееся в фильтрате. Второй вывод: это что-то имеет органическую природу, так как крошечная капля смогла произвести огромный эффект. Он назвал своё открытие «невидимым микробом» и дал ему имя «бактериофаг», что в буквальном переводе означает «пожиратель бактерий». И между прочим, это одно из самых фундаментальных открытий в современной микробиологии. Многие современные методы берут начало в понимании принципов работы фагов — в редактировании генома и других областях. И прямо сегодня было объявлено о вручении Нобелевской премии по химии двум учёным, работающим с фагами и разрабатывающим на их основе лекарства.
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.
Тогда, в 20-е и 30-е годы, учёные сразу увидели потенциал применения фагов в медицине. В конце концов, эти невидимки надёжно убивали бактерий. Компании, существующие по сей день, такие как Abbot, Squibb или Lilly, продавали препараты на основе фагов. Однако реальность такова, что если вы полагаетесь на микроба-невидимку, очень сложно получить надёжный медикамент. Представьте: вы идёте в Управление по санитарному надзору и говорите им про невидимый вирус, который хотите предложить пациентам. Поэтому когда в 40-е годы появились химические антибиотики, они полностью изменили весь расклад. И этот человек сыграл здесь огромную роль.
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.
Это Александр Флеминг. Он получил Нобелевскую премию по медицине за вклад в развитие первого антибиотика — пенициллина. Антибиотики работают совсем не так, как это делают фаги. По большей части они подавляют рост числа бактерий, и не важно каких. Антибиотики широкого спектра действия убивают целый ряд бактерий. Сравним это с работой фагов, действующих очень избирательно против одного вида бактерий, — преимущество налицо.
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.
В прошлом, наверное, казалось, что сбылась мечта: у пациента подозревали бактериальную инфекцию, давали антибиотик и, ничего не зная о бактерии, вызвавшей болезнь, излечивали многих больных. По мере того, как создавалось всё больше антибиотиков, они стали первой линией борьбы с бактериальными инфекциями. И между прочим, они значительно повысили продолжительность жизни. У нас есть возможность проводить сложные медицинские вмешательства и операции только благодаря антибиотикам — пациент не рискует умереть на следующий день от бактериальной инфекции, занесённой во время операции.
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.
Так мы начали забывать о фагах, особенно в западных медицинских кругах. До какой-то степени, даже во времена моего детства считалось, что с бактериальными инфекциями покончено: у нас есть антибиотики. Конечно, сегодня мы знаем, что это не так. Многие из вас слышали о супербактериях. Они выработали устойчивость ко многим, если не ко всем, антибиотикам, созданным нами для лечения инфекций.
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.
Как это произошло? Что ж, мы оказались не такими умными, какими себя считали. И стали использовать антибиотики повсеместно: в больницах — для лечения и профилактики, дома — при обычной простуде, на фермах — чтобы предотвратить заболевания у животных, — а бактерии всё развивались. Под стремительным натиском антибиотиков выжили те бактерии, которые адаптировались лучше всех. Сегодня мы называем их мультирезистентными. Позвольте поделиться пугающими цифрами. В исследовании по заказу правительства Великобритании было подсчитано, что к 2050-му году 10 млн человек будут умирать ежегодно от мультирезистентных инфекций. Сравните с 8 млн смертей от рака в год в наши дни, и вы поймёте, что это страшные цифры.
But the good news is, phages have stuck around. And let me tell you, they are not impressed by multidrug resistance.
Но у нас есть и хорошая новость: фаги всё ещё с нами. И, скажу я вам, им мультирезистентность нипочём.
(Laughter)
(Смех)
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.
Они по-прежнему радостно охотятся и истребляют бактерий вокруг нас. И они всё ещё избирательны, что в наших условиях очень полезно. Сегодня мы способны надёжно идентифицировать патоген, вызвавший инфекцию во многих случаях. И избирательность фагов поможет нам избежать побочных эффектов, часто ассоциируемых с антибиотиками широкого спектра действия. Но самая лучшая новость — это то, что фаги больше не микробы-невидимки. Мы можем на них посмотреть. Мы с вами сделали это сегодня. Мы можем секвенировать их ДНК. Мы понимаем, как они размножаются. Мы понимаем пределы их возможностей. Настало отличное время для создания сильных и надёжных препаратов, основанных на фагах.
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.
Это и происходит по всему миру. Больше десятка биотехнологических компаний, включая нашу, разрабатывают способы применения фагов для лечения инфекций у людей. На подходе клинические испытания в Европе и США. Я убеждён, что мы стоим на пороге возрождения фаготерапии. Я считаю, правильно изображать фага вот так.
(Laughter)
(Смех)
To me, phages are the superheroes that we have been waiting for in our fight against multidrug-resistant infections.
Я считаю, фаги — супергерои, в которых мы так нуждаемся в нашей борьбе против мультирезистеньных инфекций.
So the next time you think about a virus, keep this image in mind. After all, a phage might one day save your life.
В следующий раз, услышав о вирусах, вспомните этот образ. Ведь однажды фаг может спасти вам жизнь.
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)