Jeder in unserer Gesellschaft kommt mit Krebs in Berührung — wenn nicht persönlich, dann durch einen geliebten Menschen, ein Familienmitglied, einen Kollegen, einen Freund. Sobald wir mit Krebs in Berührung kommen, lernen wir schnell, dass wir prinzipiell drei Waffen, oder Werkzeuge, haben, um diese Krankheit zu bekämpfen: Operation, Bestrahlung und Chemotherapie. Und sobald wir uns mit den Therapiemaßnahmen beschäftigen, entweder persönlich oder mit Partnern oder Familienmitgliedern, lernen wir sehr schnell die Vorteile, Kompromisse und Grenzen dieser Methoden kennen.
Everybody in our society's life is touched by cancer -- if not personally, then through a loved one, a family member, colleague, friend. And once our lives are touched by cancer, we quickly learn that there are basically three weapons, or three tools, that are available to fight the disease: surgery, radiation and chemotherapy. And once we get involved in the therapeutic decisions, again either personally or with our loved ones and family members, we also very quickly learn the benefits, the trade-offs and the limitations of these tools.
Ich bin Jay und Mark und dem TEDMED-Team sehr dankbar, dass sie mich eingeladen haben, um heute ein neues viertes Instrument zu beschreiben. das wir Tumortherapiefelder nennen. Tumortherapiefelder (TTF) wurden von Dr. Yoram Palti erfunden, emeritierter Professor am Technion in Israel. Und sie verwenden elektrische Felder mit niedriger Intensität, um den Krebs zu bekämpfen. Um zu verstehen wie Tumortherapiefelder funktionieren, müssen wir zuerst verstehen, was elektrische Felder sind:
I'm very thankful to Jay and to Mark and the TEDMED team for inviting me today to describe a fourth tool, a new tool, that we call Tumor Treating Fields. Tumor Treating Fields were invented by Dr. Yoram Palti, professor emeritus at the Technion in Israel. And they use low-intensity electric fields to fight cancer. To understand how Tumor Treating Fields work, we first need to understand what are electric fields.
Lassen Sie mich zuerst auf einige gängige Irrtümer eingehen. Zunächst sind elektrische Felder kein elektrischer Strom, der durch das Gewebe strömt. Elektrische Felder sind keine ionisierende Strahlung, wie Röntgen- oder Protonenstrahlen, die Gewebe beschießen, um DNA zu zerstören. Und elektrische Felder sind kein Magnetismus. Elektrische Felder sind Kraftfelder. Und diese Kräfte wirken auf oder ziehen Körper an, die eine elektrische Ladung haben.
Let me first address a few popular misconceptions. First of all, electric fields are not an electric current that is coursing through the tissue. Electric fields are not ionizing radiation, like X-rays or proton beams, that bombard tissue to disrupt DNA. And electric fields are not magnetism. What electric fields are are a field of forces. And these forces act on, attract, bodies that have an electrical charge.
Der beste Weg, sich ein elektrisches Feld vorzustellen, ist an Schwerkraft zu denken. Die Schwerkraft ist auch ein Kraftfeld, das Einfluss auf Masse hat. Wir können uns Astronauten im Weltall vorstellen. Sie schweben völlig frei in drei Dimensionen, ohne dass Kräfte auf sie einwirken. Aber sobald die Raumfähre zur Erde zurückkehrt und die Astronauten in das Erdgravitationsfeld eintreten, spüren sie die Wirkung der Schwerkraft. Sie beginnen, von der Erde angezogen zu werden. Und wenn sie landen, sie sind auf das Gravitationsfeld ausgerichtet. Wir alle stecken im Erdgravitationsfeld fest. Deswegen sitzen Sie alle in Ihren Stühlen. Deshalb müssen wir unsere Muskelkraft nutzen, um aufzustehen, umherzulaufen und um Dinge hochzuheben.
The best way to visualize an electric field is to think of gravity. Gravity is also a field of forces that act on masses. We can all picture astronauts in space. They float freely in three dimensions without any forces acting on them. But as that space shuttle returns to Earth, and as the astronauts enter the Earth's gravitational field, they begin to see the effects of gravity. They begin to be attracted towards Earth. And as they land, they're fully aligned in the gravitational field. We're, of course, all stuck in the Earth's gravitational field right now. That's why you're all in your chairs. And that's why we have to use our muscle energy to stand up, to walk around and to lift things.
Bei Krebs teilen sich Zellen rasant, was zu unkontrolliertem Tumorwachstum führt. Man stelle sich eine Zelle aus einer elektrischen Perspektive vor, als ob sie eine Mini-Raumfähre wäre. In dieser Raumfähre ist das genetische Material, die Chromosomen, innerhalb eines Nukleus. Und in der zytoplasmatischen Suppe gibt es spezielle Proteine, die für die Zellteilung benötigt werden und frei in dieser Suppe treiben, in drei Dimensionen. Vor allem zählen diese speziellen Proteine zu den am höchsten aufgeladenen Objekten in unserem Körper. Wenn die Zellteilung beginnt, zerfällt der Kern, die Chromosomen richten sich in der Zellmitte aus und diese speziellen Proteine unterziehen sich einer dreidimensionalen Sequenz, wodurch sie sich aneinander hängen und förmlich ineinander einrasten, um Ketten zu formen. Diese Ketten entwickeln sich weiter und heften sich an das genetische Material und ziehen das genetische Material von einer Zelle in zwei Zellen. Und genau so werden aus einer Krebszelle zwei Krebszellen, aus zwei Krebszellen vier Krebszellen, und letztendlich haben wir unkontrolliertes Tumorwachstum.
In cancer, cells rapidly divide and lead to uncontrolled tumor growth. We can think of a cell from an electrical perspective as if it's a mini space station. And in that space station we have the genetic material, the chromosomes, within a nucleus. And out in the cytoplasmic soup we have special proteins that are required for cell division that float freely in this soup in three dimensions. Importantly, those special proteins are among the most highly charged objects in our body. As cell division begins the nucleus disintegrates, the chromosomes line up in the middle of the cell and those special proteins undergo a three-dimensional sequence whereby they attach and they literally click into place end-on-end to form chains. These chains then progress and attach to the genetic material and pull the genetic material from one cell into two cells. And this is exactly how one cancer cell becomes two cancer cells, two cancer cells become four cancer cells, and we have ultimately uncontrolled tumor growth.
Tumortherapiefelder nutzen extern angeordnete Energiewandler, angeschlossen an einen Feldgenerator, um ein künstliches elektrisches Feld auf dieser Raumstation zu erzeugen. Und wenn sich diese zelluläre Raumstation innerhalb des elektrischen Felds befindet, wirkt es auf die hochaufgeladenen Proteine ein und richtet sie in einer Linie aus. Es hindert sie daran, diese Ketten zu bilden, diese mitotischen Spindeln, die notwendig sind, um das genetische Material in die Tochterzellen zu ziehen. Die Zellen versuchen über mehrere Stunden sich zu teilen. Und dann beginnen sie entweder den sogenannten Zellselbstmord, programmierten Zelltod, oder sie formen ungesunde Tochterzellen und gehen in die Apoptose, sobald diese sich geteilt haben. Man kann das beobachten.
Tumor Treating Fields use externally placed transducers attached to a field generator to create an artificial electric field on that space station. And when that cellular space station is within the electric field, it acts on those highly charged proteins and aligns them. And it prevents them from forming those chains, those mitotic spindles, that are necessary to pull the genetic material into the daughter cells. What we see is that the cells will attempt to divide for several hours. And they will either enter into this so-called cellular suicide, programmed cell death, or they will form unhealthy daughter cells and enter into apoptosis once they have divided. And we can observe this.
Als Nächstes zeige ich Ihnen zwei In-vitro-Experimente. Das sind identische Kulturen von Gebärmutterhalskrebszellen. Und wir haben diese Kulturen mit einem grün fluoreszierenden Farbstoff markiert, sodass wir die Proteine sehen können, wenn sie diese Ketten formen. Das erste Video zeigt eine normale Zellteilung ohne die Tumortherapiefelder. Was wir sehen ist eine sehr aktive Kultur, viele Zellteilungen, und dann einen klar definierten Nukleus, sobald sich die Zellen geteilt haben. Wir sehen, wie sie sich fortlaufend teilen. Wenn wir die Felder einsetzen — im gleichem Zeitraum auf die gleiche Kultur — werden Sie etwas anderes beobachten können. Die Zellen sammeln sich zur Teilung, aber sie sind in dieser Position sehr statisch. Wir sehen zwei Zellen im oberen Teil des Bildschirms, die versuchen sich zu teilen. Die eine innerhalb des Kreises schafft es. Aber sehen Sie, wie viel Protein noch immer überall im Zellkern ist, sogar in der geteilten Zelle. Die obere kann sich überhaupt nicht teilen. Und diese Blasenbildung der Membran ist ein Kennzeichen des Zellsterbens.
What I'm going to show you next are two in vitro experiments. This is cultures, identical cultures, of cervical cancer cells. And we've stained these cultures with a green florescent dye so that we can look at these proteins that form these chains. The first clip shows a normal cell division without the Tumor Treating Fields. What we see are, first of all, a very active culture, a lot of divisions, and then very clear nuclei once the cells have separated. And we can see them dividing throughout. When we apply the fields -- again, in the identical time-scale to the identical culture -- you're going to see something different. The cells round up for division, but they're very static in that position. We'll see two cells in the upper part of the screen attempting to divide. The one within the circle manages. But see how much of the protein is still throughout the nucleus, even in the dividing cell. The one up there can't divide at all. And then this bubbling, this membrane bubbling, is the hallmark of apoptosis in this cell.
Die Bildung gesunder mitotischer Spindeln ist für die Teilung in allen Zelltypen notwendig. Wir haben Tumortherapiefelder im Labor bei über 20 verschiedenen Krebsarten angewendet und wir sehen diesen Effekt bei allen davon. Es ist wichtig zu beachten, dass die Tumortherapiefelder keinen Effekt auf normale, ungeteilte Zellen haben.
Formation of healthy mitotic spindles is necessary for division in all cell types. We've applied Tumor Treating Fields to over 20 different cancers in the lab, and we see this effect in all of them. Now importantly, these Tumor Treating Fields have no effect on normal undividing cells.
Vor 10 Jahren gründete Dr. Palti die Firma Novacure, um seine Entdeckung in eine praktische Therapie für Patienten weiterzuentwickeln. Damals entwickelte Novocure zwei Systeme — ein System für Krebs im Kopfbereich und ein System für Krebs im Rumpfbereich. Der erste Krebs, auf den wir uns konzentrierten, ist der tödliche Gehirnkrebs, GBM. GBM betrifft jedes Jahr ca. 10.000 Menschen in den USA. Es ist ein Todesurteil. Die zu erwartende 5-Jahres-Überlebensrate liegt bei unter 5 Prozent. Und der typische Patient mit einer optimalen Therapie überlebt gerade mal mehr als ein Jahr, und nur sieben Monate, nachdem der Krebs erstmalig behandelt wird, kehrt er zurück und wächst erneut.
10 years ago, Dr. Palti founded a company called Novocure to develop his discovery into a practical therapy for patients. In that time, Novocure's developed two systems -- one system for cancers in the head and another system for cancers in the trunk of the body. The first cancer that we have focused on is the deadly brain cancer, GBM. GBM affects about 10,000 people in the U.S. each year. It's a death sentence. The expected five year survival is less than five percent. And the typical patient with optimal therapy survives just a little over a year, and only about seven months from the time that the cancer is first treated and then comes back and starts growing again.
Novocure führte seine erste randomisierte Phase-3-Studie an Patienten mit wiederkehrenden GBM durch. Bei diesen Patienten wurden Operationen, hochdosierte Bestrahlung am Kopf und Erstlinien-Chemotherapie durchgeführt, die fehlschlugen und ihre Tumore waren wieder gewachsen. Wir teilten die Patienten in zwei Gruppen ein. Die erste Gruppe erhielt Zweitlinien-Chemotherapie, welche die Lebenserwartung verdoppeln soll, im Vergleich zu gar keiner Behandlung. Die zweite Gruppe erhielt nur die Tumortherapiefelder-Behandlung. In dieser Studie sahen wir, dass die Lebenserwartungen beider Gruppen — der mit Chemotherapie behandelten Gruppe und der Tumortherapiefelder-Gruppe — gleich waren. Am wichtigsten ist, dass die Tumortherapiefeld-Gruppe nicht unter den Nebenwirkungen litt, die für Chemotheraphiepatienten üblich sind. Sie hatten keine Schmerzen, sie litten an keinen Infektionen. Sie hatten keinen Schwindel, Durchfall Verstopfung, Müdigkeit, die man erwarten würde.
Novocure conducted its first phase three randomized trial in patients with recurrent GBM. So these are patients who had received surgery, high dose radiation to the head and first-line chemotherapy, and that had failed and their tumors had grown back. We divided the patients into two groups. The first group received second-line chemotherapy, which is expected to double the life expectancy, versus no treatment at all. And then the second group received only Tumor Treating Field therapy. What we saw in that trial is that that the life expectancies of both groups -- so the chemotherapy treated group and the Tumor Treating Field group -- was the same. But importantly, the Tumor Treating Field group suffered none of the side effects typical of chemotherapy patients. They had no pain, suffered none of the infections. They had no nausea, diarrhea, constipation, fatigue that would be expected.
Aufgrund dieser Studie im April diesen Jahres, genehmigte die FDA die Tumortherapiefelder als Verfahren für Patienten mit wiederkehrendem Glioblastom (GBM). Zudem war es das erste Mal, dass die FDA in ihrer Zulassung für eine Krebsbehandlung einen Anspruch auf Lebensqualität aufnahm.
Based on this trial, in April of this year, the FDA approved Tumor Treating Fields for the treatment of patients with recurrent GBM. Importantly, it was the first time ever that the FDA included in their approval of an oncology treatment a quality of life claim.
Ich zeige Ihnen nun einen der Patienten aus dieser Studie. Robert Dill-Bundi ist ein berühmter schwedischer Radsport-Champion. Er gewann die Goldmedaille in Moskau in 4.000m-Verfolgung. Und vor fünf Jahren wurde bei Robert GBM diagnostiziert. Er bekam die Standardbehandlungen. Er wurde operiert. Er erhielt eine hochdosierte Bestrahlung am Kopf. Und er bekam eine Primär-Chemotherapie. Ein Jahr nach seiner Behandlung — das hier ist sein Ausgangs-MRT. Man sieht, dass die schwarzen Regionen im oberen rechten Quadranten die Bereiche sind, wo er operiert worden war. Und ein Jahr nach der Behandlung kam sein Tumor mit Gewalt zurück. Diese wolkige weiße Masse, die man sieht ist der wiederaufgetretene Tumor.
So I'm going to show you now one of the patients from this trial. Robert Dill-Bundi is a famous Swiss cycling champion. He won the gold medal in Moscow in the 4,000 meter pursuit. And five years ago, Robert was diagnosed with GBM. He received the standard treatments. He received surgery. He received high dose radiation to the head. And he received first-line chemotherapy. A year after this treatment -- in fact, this is his baseline MRI. You can see that the black regions in the upper right quadrant are the areas where he had surgery. And a year after that treatment, his tumor grew back with a vengeance. That cloudy white mass that you see is the recurrence of the tumor.
Damals sagten ihm die Ärzte, dass er noch 3 Monate zu leben hatte. Er stieg bei unserer Studie ein. Hier sehen wir ihn, als er die Therapie bekam. Zunächst, diese Elektroden sind nichtinvasiv. Sie werden auf der Haut aufgebracht, im Bereich des Tumors. Hier können Sie sehen, dass eine Technikerin sie wie einen Verband anlegt. Die Patienten lernen, das selbst zu tun. Und die Patienten können alle Aktivitäten des Alltagslebens erledigen. Da ist nichts von der Müdigkeit. Es tritt auch kein so genannter "Chemo-Schädel" auf. Man spürt es nicht. Es beeinträchtigt weder Computer noch elektrische Geräte. Und die Therapie wird kontinuierlich zu Hause erbracht, ohne dass man in eine Klinik gehen muss, weder periodisch noch ständig.
At this point, he was told by his doctors that he had about 3 months to live. He entered our trial. And here we can see him getting the therapy. First of all, these electrodes are noninvasive. They're attached to the skin in the area of the tumor. Here you can see that a technician is placing them on there much like bandages. The patients learn to do this themselves And then the patients can undergo all the activities of their daily life. There's none of the tiredness. There's none of what is called the "chemo head." There's no sensation. It doesn't interfere with computers or electrical equipment. And the therapy is delivered continuously at home, without having to go into the hospital either periodically or continually.
Das sind Roberts MRTs, nochmals, nur unter TTF-Behandlung. Diese Therapie braucht Zeit, um zu wirken. Es ist ein medizinisches Gerät; es funktioniert, wenn es an ist. Aber was wir sehen können ist, dass im 6. Monat der Tumor reagiert hat und er beginnt wegzuschmelzen. Er ist immer noch da. Im 12. Monat könnten wir darüber streiten, ob etwas Zellmaterial an den Rändern ist, aber im Wesentlichen ist er komplett weg. Es sind jetzt fünf Jahre seit Roberts Diagnose, er ist am Leben, aber vor allem ist er gesund und er kann arbeiten. Ich lasse ihn in diesem kleinen Clip seine Eindrücke von der Therapie mit seinen eigenen Worten beschreiben.
These are Robert's MRIs, again, under only TTField treatment. This is a therapy that takes time to work. It's a medical device; it works when it's on. But what we can see is, by month six, the tumor has responded and it's begun to melt away. It's still there. By month 12, we could argue whether there's a little bit of material around the edges, but it's essentially completely gone. It's now five years since Robert's diagnosis, and he's alive, but importantly, he's healthy and he's at work. I'm going to let him, in this very short clip, describe his impressions of the therapy in his own words.
(Video) Robert Dill-Bundi: Meine Lebensqualität stufe ich heute anders ein als die meisten Menschen annehmen würden. Ich bin der glücklichste Mensch der Welt. Jeden Morgen weiß ich mein Leben zu schätzen. Jede Nacht schlafe ich sehr gut ein und ich bin, ich wiederhole, der glücklichste Mensch der Welt, und ich bin dankbar, dass ich lebe.
(Video) Robert Dill-Bundi: My quality of life, I rate what I have today a bit different than what most people would assume. I am the happiest, the happiest person in the world. And every single morning I appreciate life. Every night I fall asleep very well, and I am, I repeat, the happiest man in the world, and I'm thankful I am alive.
BD: Novocure arbeitet auch an Lungenkrebs, als zweitem Ziel. Wir haben eine Phase-II-Studie in der Schweiz durchgeführt, wieder mit Rezidivpatienten — Patienten, die eine Standardtherapie erhalten haben und deren Krebs wieder aufgetaucht ist. Ich zeige Ihnen einen weiteren Videoclip von einer Frau namens Lydia. Lydia ist eine 66-jährige Landwirtin aus der Schweiz. Bei ihr wurde vor fünf Jahren Lungenkrebs diagnostiziert. Sie unterzog sich vier verschiedenen Chemotherapieformen über zwei Jahre hin, von denen keine einen Effekt hatte. Ihr Krebs wuchs weiterhin. Vor drei Jahren trat sie der Novocure-Lungenkrebs-Studie bei.
BD: Novocure's also working on lung cancer as the second target. We've run a phase two trial in Switzerland on, again, recurrent patients -- patients who have received standard therapy and whose cancer has come back. I'm going to show you another clip of a woman named Lydia. Lydia's a 66 year-old farmer in Switzerland. She was diagnosed with lung cancer five years ago. She underwent four different regimes of chemotherapy over two years, none of which had an effect. Her cancer continued to grow. Three years ago, she entered the Novocure lung cancer trial.
In ihrem Fall sehen Sie, wie sie ihre Energiewandler-Felder trägt, einen vor ihrem Brustkorb, einen auf dem Rücken und das zweite Paar nebeneinander über der Leber. Sie sehen den Tumortherapiefelder-Generator, aber vor allem, dass sie ihr Leben lebt. Sie betreibt ihren Bauernhof. Sie pflegt Umgang mit ihren Kindern und Enkeln. Sie erzählte uns, dass sie, als sie die Chemotherapie machte, jeden Monat wegen ihrer Infusionen in die Klinik musste. Ihre gesamte Familie litt, als ihre Nebenwirkungen kamen und gingen. Sie kann jetzt alle Aktivitäten auf ihrem Bauernhof selbst machen. Das ist erst der Anfang.
You can see, in her case, she's wearing her transducer arrays, one of the front of her chest, one on the back, and then the second pair side-to-side over the liver. You can see the Tumor Treating Field field generator, but importantly you can also see that she is living her life. She is managing her farm. She's interacting with her kids and her grand kids. And when we talked to her, she said that when she was undergoing chemotherapy, she had to go to the hospital every month for her infusions. Her whole family suffered as her side effect profile came and went. Now she can run all of the activities of her farm. It's only the beginning.
(Applaus)
(Applause)
Im Labor beobachten wir enorme Synergien zwischen Chemotherapie und Tumortherapiefeldern. Die Harvard Medical School macht gerade eine Studie, um die optimalen Paarungen zu bestimmen, um den Nutzen zu maximieren. Wir glauben, dass Tumortherapiefelder zusammen mit Bestrahlung wirken und unsere Selbstheilungsmechanismen unterbrechen. Ein neues Forschungsprojekt läuft an der Karolinska in Schweden, um diese Hypothese zu überprüfen.
In the lab, we've observed tremendous synergies between chemotherapy and Tumor Treating Fields. There's research underway now at Harvard Medical School to pick the optimum pairs to maximize that benefit. We also believe that Tumor Treating Fields will work with radiation and interrupt the self-repair mechanisms that we have. There's now a new research project underway at the Karolinska in Sweden to prove that hypothesis.
Wir haben mehr Studien geplant für Lungenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Eierstockkrebs und Brustkrebs. Und ich bin fest davon überzeugt, dass in den nächsten 10 Jahren die Tumortherapiefelder den Ärzten und Patienten als Waffe dienen für die schwer behandelbaren soliden Tumore. Ich bin auch sehr zuversichtlich, dass wir in den nächsten Jahrzehnten große Fortschritte bei der Reduzierung der Sterberate machen, die bei dieser Krankheit so herausfordernd ist.
We have more trials planned for lung cancer, pancreatic cancer, ovarian cancer and breast cancer. And I firmly believe that in the next 10 years Tumor Treating Fields will be a weapon available to doctors and patients for all of these most-difficult-to-treat solid tumors. I'm also very hopeful that in the next decades, we will make big strides on reducing that death rate that has been so challenging in this disease.
Danke.
Thank you.
(Applaus)
(Applause)