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.
Każdy w naszym społeczeństwie jest dotknięty tematem raka -- jeśli nie osobiście, to poprzez bliskich: członka rodziny, kolegę z pracy, przyjaciela. Od momentu, kiedy w naszym życiu pojawia się nowotwór, szybko dowiadujemy się, że tak naprawdę, istnieją trzy dostępne bronie lub narzędzia do walki z tą chorobą: operacja, radioterapia i chemioterapia. Kiedy staniemy wobec decyzji co do wyboru metody leczenia, albo osobiście albo razem z naszymi bliskimi, bardzo szybko dowiadujemy się też o korzyściach, wadach, i ograniczeniach każdej z metod.
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.
Jestem bardzo wdzięczny Jay i Markowi i całemu zespołowi TEDMED za zaproszenie mnie dzisiaj bym opisał nową, czwartą metodę leczenia, którą nazywamy Tumor Treating Fields. Metoda pól TTF została wynaleziona przez Dr. Yorama Palti, emerytowanego profesora z Technion w Izraelu. Do walki z rakiem używa się pola elektrycznego o niskim natężeniu. Aby zrozumieć, jak działa metoda Tumor Treating Fields, musimy najpierw wiedzieć czym jest pole elektryczne.
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.
Pozwólcie, że nawiążę do kilku powszechnych mitów na ten temat. Po pierwsze, pole elektryczne nie jest prądem elektrycznym który przechodzi przez tkanki. Pole elektryczne nie jest również promieniowaniem jonizującym, jak promienie rentgenowskie czy terapia protonowa, które bombardują tkankę, by zniszczyć DNA. Pole elektryczne nie jest również polem magnetycznym. Pole elektryczne jest polem sił. Siły te oddziałują na ciała które posiadają ładunek elektryczny.
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.
Najlepszą metodą, aby wyobrazić sobie pole elektryczne jest porównanie go do grawitacji. Grawitacja jest również polem sił które oddziałują na masę. Przypomnijcie sobie widok astronautów w przestrzeni kosmicznej. Przemieszczają się oni swobodnie we wszystkich kierunkach, bo nie działają na nich żadne siły. Jednak kiedy prom kosmiczny powraca na Ziemię, i gdy astronauci wchodzą w ziemskie pole grawitacyjne, to zaczynają odczuwać jego działanie. Są oni przyciągani w kierunku Ziemi. Po wylądowaniu, znajdują się pod całkowitym wpływem pola grawitacyjnego. Oczywiście wszyscy tkwimy teraz w ziemskim polu grawitacyjnym. To dlatego właśnie siedzicie na krzesłach. To dlatego musimy użyć siły naszych mięśni by wstać, podejść gdzieś i coś podnieść.
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.
W przebiegu choroby nowotworowej następuje szybki podział komórek, co prowadzi do niekontrolowanego wzrostu guza. Jeśli popatrzymy na komórkę z perspektywy elektryczności, jest ona jak mała stacja kosmiczna. W tejże stacji kosmicznej mamy materiał genetyczny, chromosomy wewnątrz jądra komórkowego. Poza nią, w cytoplazmatycznej zupie znajdują się specjalne białka niezbędne do podziału komórki, które przemieszczają się w tej zupie swobodnie we wszystkich kierunkach. Właśnie te białka są jednymi z najbardziej naładowanych elektrycznie elementów naszego ciała. Podczas podziału komórki dzieli się jądro komórkowe, chromosomy ustawiają się w rzędzie pośrodku komórki, a wspomniane białka tworzą trójwymiarowe sekwencje, w których się łączą, i zatrzaskują się na swoich pozycjach tworząc łańcuchy. Następnie łańcuchy te przyczepiają się do materiału genetycznego i przeciągają go z jednej komórki do dwóch. W dokładnie ten sposób z jednej komórki rakowej, tworzą się dwie, a z dwóch powstają cztery, i w efekcie mamy. niekontrolowany rozrost guza.
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.
W metodzie Tumor Treating Fields używa się zewnętrznych przetworników, podłączonych do generatora pola, aby wytworzyć sztuczne pole elektryczne, we wspomnianej stacji kosmicznej. Kiedy komórkowa stacja kosmiczna, znajdzie się wewnątrz pola elektrycznego, oddziałuje ono na silnie naładowane białka, które zostają ułożone w linii prostej. To uniemożliwia im tworzenie łańcuchów, zwanych wrzecionami mitotycznymi, które są niezbędne do przeciągnięcia materiału genetycznego do nowopowstałych komórek. Obserwujemy, jak komórki usiłują przez kilka godzin dokonać podziału. I albo popełnią tak zwane samobójstwo komórkowe, czyli wejdą w zaprogramowany stan śmierci komórkowej, albo utworzą chore nowe komórki, i wejdą w stan apoptozy już po podziale. Możemy to zjawisko zaobserwować.
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.
Zaraz pokażę Państwu dwa eksperymenty in vitro. Dwie kultury, identyczne kultury komórek raka szyjki macicy. Zabarwiliśmy te kultury zielonym fluorescencyjnym barwnikiem, tak, abyśmy mogli dostrzec wspomniane białka tworzące łańcuchy. Pierwszy film pokazuje normalny podział komórek bez działania Tumor Treating Fields. Widzimy, że na początku kultura jest bardzo aktywna: mnóstwo podziałów, i bardzo wyraźne jądra komórkowe już po podziale. Widzimy jak z jednej komórki tworzą się dwie. Ale kiedy zastosujemy pole elektryczne -- w identycznym czasie na identycznej kulturze - zobaczycie coś innego. Komórki zaokrąglają się w celu podziału, ale pozostają nieruchome w tej pozycji. Widzimy dwie komórki w górnej części ekranu, które próbują się podzielić. Tej zaznaczonej kółkiem nawet się udało. Ale zauważcie, jak wiele białek, jest nadal wewnątrz jądra komórkowego, nawet w komórce, która dokonała podziału. Tamta w ogóle nie może się podzielić. Widzimy tylko bulgotanie błony komórkowej, które jest symptomem apoptozy komórki.
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.
Tworzenie się zdrowych wrzecion mitotycznych jest niezbędne do podziału komórek wszelkiego rodzaju. Użyliśmy pól Tumor Treating Fields w warunkach laboratoryjnych na ponad 20 różnych rodzajów nowotworów i obserwujemy to zjawisko w każdym z nich. Ale najważniejsze jest to, że pole Tumor Treating Fields nie wpływa na zwykłe, nie dzielące się komórki.
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.
10 lat temu Dr. Palti założył placówkę zwaną "Novocure" w celu zastosowania swojego odkrycia, w leczeniu pacjentów. Wtedy placówka "Novocure" opracowała dwa systemy -- jeden do leczenia nowotworów głowy, i drugi, na nowotwory znajdujące się w obrębie tułowia. Pierwszy typ nowotworu nad którym pracowaliśmy, to zabójczy rak mózgu -- glejak wielopostaciowy. Glejak dotyka około 10 tysięcy ludzi w USA każdego roku. Diagnoza jest jak wyrok śmierci. Pięcioletni okres przeżycia dotyczy mniej niż 5% pacejntów. Typowy pacjent poddany optymalnej terapii przeżywa nieco ponad rok, i tylko około siedmiu miesięcy od momentu, kiedy guz zaczął być leczony, by potem nawracać i rozrastać się jeszcze bardziej.
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.
Instytut "Novocure" przeprowadził trzy pierwszofazowe losowe próby. na pacjentach z nawracającym glejakiem. Byli to pacjenci, którzy wcześniej przeszli operację, otrzymali duże dawki naświetlań głowy, oraz standardową chemioterapię, przy czym wszystko zawiodło i guzy odrosły. Podzieliliśmy pacjentów na dwie grupy. Pierwsza grupa otrzymała drugą chemioterapię, która powinna podwoić oczekiwaną dalszą długość życia, w porównaniu z brakiem leczenia. A druga grupa była leczona wyłącznie polem elektrycznym TTF Wyniki tej próby były takie, że okres przeżycia dla obu grup -- to jest grupy leczonej chemioterapią jak i grupy leczonej polem elektrycznym TTF -- był taki sam. Ale, co ważne, grupa leczona metodą pola elektrycznego TTF, nie cierpiała z powodu skutków ubocznych typowych dla pacjentów po chemioterapii. Pacjenci nie odczuwali żadnego bólu, nie mieli żadnych infekcji. Nie cierpieli na nudności, biegunkę, obstrukcje, ani zmęczenie, których można by się było spodziewać.
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.
Opierając się na tej próbie, w kwietniu bieżącego roku, Amerykańska Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) zatwierdziła TTF jako metodę leczenia pacjentów cierpiących na nawracającego glejaka wielopostaciowego. Co ważne, po raz pierwszy w historii, FDA uwzględniła w aprobacie metody leczenia onkologicznego stwierdzenie dotyczące jakości życia.
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.
Przedstawię Państwu teraz jednego z pacjentów biorących udział w tej próbie. Robert Dill-Bundi jest znanym szwajcarskim mistrzem kolarskim. Zdobył złoty medal w Moskwie na dystansie 4 000 metrów. Pięć lat temu, u Roberta zdiagnozowano glejaka. Został poddany standardowej terapii. Przeszedł operację. Przeszedł naświetlanie głowy silną dawką promieniowania. I przeszedł standardową chemioterapię. Rok po tej kuracji, tu można zobaczyć wynik rezonansu magnetycznego. Widać czarne miejsca w prawym górnym rogu, które wskazują operowane miejsca. Rok po leczeniu, guz odrósł znowu. Ta biała, pierzasta plama, którą widzicie, to nawrót guza.
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.
W tamtym momencie, lekarze powiedzieli mu, że pozostały mu 3 miesiące życia. Wtedy dołączył do naszego eksperymentu. Widzimy go tu podczas terapii. Przede wszystkim, te elektrody są nieinwazyjne. Przytwierdzone są do skóry, w okolicy występowania guza. Właśnie teraz widzicie, jak technik przykleja je do głowy, podobnie jak plaster. Pacjenci uczą się robić to samodzielnie. Dzięki temu pacjenci mogą wykonywać wszystkie czynności życia codziennego. Nie występuje typowe zmęczenie. Nie ma problemów psychicznych występujących przy chemioterapii. Żadnego złego samopoczucia. Urządzenie to nie koliduje z komputerami i innymi urządzeniami elektrycznymi. A terapia jest stosowana nieprzerwanie w domu, bez potrzeby hospitalizacji, okresowej lub ciągłej.
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.
Oto wyniki rezonansu magnetycznego Roberta, po terapii wyłącznie polem TTF. Metoda ta działa powoli. Jest to urządzenie medyczne, które działa kiedy jest podłączone. Ale w szóstym miesiącu widać, że guz zareagował, i zaczął się zmniejszać. Ale nadal tam jest. W 12. miesiącu trudno było stwierdzić, czy na obrzeżach jest jeszcze trochę tkanki nowotworowej, ale generalnie zupełnie zniknęła. Minęło już pięć lat od momentu, kiedy Robert usłyszał diagnozę, i nadal żyje. Ale co najważniejsze: jest zdrowy i pracuje. Poprosiłem Roberta, aby w tym krótkim nagraniu opowiedział o swoich wrażeniach z kuracji własnymi słowami.
(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.
(Film) Robert Dill-Bundi: Jakość mojego życia. Moje obecne życie oceniam nieco inaczej, niż można by przypuszczać. Jestem najszczęśliwszym człowiekiem na świecie. Każdego ranka doceniam wartość życia. Każdego wieczora doskonale zasypiam, i jestem, powtórzę to raz jeszcze, najszczęśliwszym człowiekiem na świecie, i cieszę się, że żyję.
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.
BD: "Novocure" pracuje również nad rakiem płuc, jako drugim celem. Przeprowadziliśmy drugą fazę eksperymentu w Szwajcarii, znowu na pacjentach z nawrotami -- pacjentach, którzy przeszli standardową terapię, ale mimo to nowotwór powrócił. Pokażę Wam inny krótki film o kobiecie imieniem Lydia. Lydia jest 66-letnią farmerką mieszkającą w Szwajcarii. Raka płuc zdiagnozowano u niej pięć lat temu. Przyjęła cztery różne serie chemioterapii na przestrzeni dwóch lat, ale żadna z nich nie przyniosła efektu. Jej nowotwór nadal się rozrastał. Trzy lata temu przystąpiła do eksperymentu instytutu Novocure nad rakiem płuc.
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.
Jak widzicie, nosi parę przetworników, jeden na klatce piersiowej, drugi na plecach, oraz drugą parę, obok siebie, w okolicy wątroby. Widzicie generator pola Tumor Treating Field, ale, co istotne, widzicie też kobietę prowadzącą normalne życie. Prowadzi swoje gospodarstwo. Ma kontakt ze swoimi dziećmi i wnukami. Kiedy rozmawialiśmy z nią, powiedziała nam, że kiedy brała chemioterapię, musiała co miesiąc iść do szpitala na kroplówki. Cała rodzina cierpiała, kiedy pojawiały się skutki uboczne. Teraz może zajmować się wszelkimi czynnościami w gospodarstwie. A to dopiero początek.
(Applause)
(Brawa)
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.
W laboratorium zaobserwowaliśmy ogromną synergię pomiędzy chemioterapią a polami TTF. W Harvard Medical School prowadzone są obecnie badania, mające na celu dobranie optymalnych par aby zmaksymalizować korzyści. Uważamy, że pola TTF będą współdziałały z radioterapią, i uruchomią naturalne mechanizmy samonaprawcze organizmu. Nowy cykl badań odbywa się w Instytucie Karolinska w Szwecji; ma na celu potwierdzenie tej hipotezy.
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.
W planach mamy więcej badań nad nowotworem płuc, trzustki, jajnika oraz rakiem piersi. Szczerze wierzę w to, że za 10 lat metoda Tumor Treating Fields będzie bronią dostępną dla lekarzy i pacjentów do walki z najtrudniejszymi do leczenia guzami. Jestem też pełen nadziei, że w następnych dekadach, zrobimy duże postępy w zmniejszaniu umieralności w chorobach nowotworowych.
Thank you.
Dziękuję.
(Applause)
(Brawa)