Tohle je řeč o cukrech a rakovině. O cukry jsem se začala poprvé zajímat, když jsem byla na vysoké. Ne tenhle druh cukrů. Mám na mysli cukry, o kterých nás učili v souvislosti s buňečnými obaly. Možná jste nevěděli, že vaše buňky jsou obalené cukry. Já jsem to taky nevěděla, dokud jsem nezačala chodit na vysokou ale tenkrát - to bylo někdy.. řekněme v osmdesátých letech - nebylo moc jasné, proč jsou buňky obalené cukry. A když jsem listovala poznámkami, zjistila jsem, že jsem si zapsala, že cukrové obaly na buňkách jsou jako poleva na lentilkách. A mělo se za to, že cukrové obaly sloužily jako ochrana, která buňky zpevňovala.
This is a talk about sugar and cancer. I became interested in sugar when I was in college. Not this kind of sugar. It was the sugar that our biology professors taught us about in the context of the coating of your cells. Maybe you didn't know that your cells are coated with sugar. And I didn't know that, either, until I took these courses in college, but back then -- and this was in, let's just call it the 1980s -- people didn't know much about why our cells are coated with sugar. And when I dug through my notes, what I noticed I had written down is that the sugar coating on our cells is like the sugar coating on a peanut M and M. And people thought the sugar coating on our cells was like a protective coating that somehow made our cells stronger or tougher.
Ale teď, po mnoha desetiletích, víme, že je to všechno mnohem komplikovanější a že cukry na našich buňkách jsou ve skutečnosti mnohem složitější. Kdybyste se mohli zmenšit do velikosti miniaturního letadla a letět nad povrchem svých buněk, vypadalo by to asi nějak takhle - znázorněno zeměpisně. Ty komplexní cukry jsou tyhle stromy a keře, vrby, které se houpají ve větru a pohybují se ve vlnách. Když jsem se začala zabývat těmito složitými cukry, které obalují naše buňky jako tohle listí, přišlo mi to jako jeden z nejzajímavějších problémů, na které jsem jako bioložka a chemička narazila. Teď považujeme tyto cukry, které bydlí na povrchu našich buněk, za určitý druh jazyka. V jejich složitých strukturách je uloženo spousta informací.
But we now know, many decades later, that it's much more complicated than that, and that the sugars on our cells are actually very complex. And if you could shrink yourself down to a little miniature airplane and fly right along the surface of your cells, it might look something like this -- with geographical features. And now, the complex sugars are these trees and bushes -- weeping willows that are swaying in the wind and moving with the waves. And when I started thinking about all these complex sugars that are like this foliage on our cells, it became one of the most interesting problems that I encountered as a biologist and also as a chemist. And so now we tend to think about the sugars that are populating the surface of our cells as a language. They have a lot of information stored in their complex structures.
Ale co se nám snaží říct? Můžu říct, že některé z informací, které pocházejí z těchto cukrů, už známe a už teď se ví, že jsou neuvěřitelně důležité ve světě medicíny.
But what are they trying to tell us? I can tell you that we do know some information that comes from these sugars, and it's turned out already to be incredibly important in the world of medicine.
Jedna z věcí, kterou nám cukry prozrazují, je vaše krevní skupina. Vaše krevní buňky, červené krvinky, jsou pokryté cukry a chemická struktura těchto cukrů určuje vaši krevní skupinu. Takže já třeba vím, že mám skupinu nula. Kolik z vás má taky nulu? Zvedněte ruku. Nula je hodně bežná, takže když se hlásí tak málo lidí, tak buď nedáváte pozor, nebo nevíte, jakou máte skupinu, a obě varianty jsou špatné.
For example, one thing your sugars are telling us is your blood type. So your blood cells, your red blood cells, are coated with sugars, and the chemical structures of those sugars determine your blood type. So for example, I know that I am blood type O. How many people are also blood type O? Put your hands up. It's a pretty common one, so when so few hands go up, either you're not paying attention or you don't know your blood type, and both of those are bad.
(Smích)
(Laughter)
Ale ti z vás, kteří mají nulu jako já, mají na povchu svých krevních buněk tuhle strukturu: tři jednoduché cukry spojené v jeden složitější. A to je charakteristika krevní skupiny nula.
But for those of you who share the blood type O with me, what this means is that we have this chemical structure on the surface of our blood cells: three simple sugars linked together to make a more complex sugar. And that, by definition, is blood type O.
Takže teď: kolik z vás má krevní skupinu A? Tady. To znamená, že v buňkách máte enzym, který váže další jednotku, ten červený cukr, a tvoří tak složitější strukturu. A kolik z vás má krevní skupinu B? Docela dost. Vy máte trochu jiný enzym než lidé se skupinou A, takže tvoříte i trošku jinou strukturu, a ti z vás, kteří mají krevní skupinu AB, mají jeden enzym od matky, druhý od otce, a tyhle dvě struktury máte přibližně vyvážené. Když se na tohle přišlo, někdy v minulém století, umožnilo to zavést jeden z nejdůležitějších lékařských postupů, kterým je samozřejmě krevní transfuze. Tím, že rozpoznáme vaší krevní skupinu, máme jistotu, že když budete potřebovat transfuzi, najdeme dárce se stejnou krevní skupinou, takže vaše tělo nezpozoruje cizí cukry, které by se mu nelíbily a které by jistě odmítlo.
Now, how many people are blood type A? Right here. That means you have an enzyme in your cells that adds one more building block, that red sugar, to build a more complex structure. And how many people are blood type B? Quite a few. You have a slightly different enzyme than the A people, so you build a slightly different structure, and those of you that are AB have the enzyme from your mother, the other enzyme from your father, and now you make both of these structures in roughly equal proportions. And when this was figured out, which is now back in the previous century, this enabled one of the most important medical procedures in the world, which, of course, is the blood transfusion. And by knowing what your blood type is, we can make sure, if you ever need a transfusion, that your donor has the same blood type, so that your body doesn't see foreign sugars, which it wouldn't like and would certainly reject.
Ale co dalšího se nám cukry na povrchu buněk snaží říct? No, tyhle cukry nám možná taky říkají, že máte rakovinu. Před pár desetiletími se ve výzkumu nádorové tkáně začaly objevovat vzájemné souvislosti. Typický scénář vypadá takhle: pacientovi je diagnostikována rakovina, při biopsii se odebere vzorek tkáně, který se odešle do laboratoře, kde se tkáň testuje na chemické změny, podle kterých může onkolog zvolit tu nejvhodnější léčbu. A právě z těchhle studií se zjistilo, že když se buňka změní ze zdravé na nemocnou, změní se i cukry. A tenhle vztah se objevoval znova a znova a znova. Ale hlavní otázkou bylo: Proč? Proč má rakovina jiné cukry? Proč je to důležité? Proč se to děje a co se s tím dá dělat, když se ukáže, že je to spojené s postupem nemoci?
What else are the sugars on the surface of your cells trying to tell us? Well, those sugars might be telling us that you have cancer. So a few decades ago, correlations began to emerge from the analysis of tumor tissue. And the typical scenario is a patient would have a tumor detected, and the tissue would be removed in a biopsy procedure and then sent down to a pathology lab where that tissue would be analyzed to look for chemical changes that might inform the oncologist about the best course of treatment. And what was discovered from studies like that is that the sugars have changed when the cell transforms from being healthy to being sick. And those correlations have come up again and again and again. But a big question in the field has been: Why? Why do cancers have different sugars? What's the importance of that? Why does it happen, and what can we do about it if it does turn out to be related to the disease process?
Jedna ze změn, které zkoumáme, že zvýšení hustoty jednoho konkrétního cukru, kterému se říká kyselina sialová. Podle mě to bude jeden z nejdůležitějších cukrů naší doby, takže bych doporučovala si to jméno zapamatovat. Kyselina sialová není ten typ cukru, které jíme. Tohle jsou jiné cukry. Tyto cukry je v určitých hodnotách možné najít na všech buňkách v lidském těle. Vlastně je docela běžný. Rakovinné buňky ale, aspoň při postupující nemoci, mají z nějakého důvodu více kyseliny sialové než normální zdravé buňky. A proč? Co to znamená? Zjistili jsme, že to souvisí s imunitním systémem.
So, one of the changes that we study is an increase in the density of a particular sugar that's called sialic acid. And I think this is going to be one of the most important sugars of our times, so I would encourage everybody to get familiar with this word. Sialic acid is not the kind of sugar that we eat. Those are different sugars. This is a kind of sugar that is actually found at certain levels on all of the cells in your body. It's actually quite common on your cells. But for some reason, cancer cells, at least in a successful, progressive disease, tend to have more sialic acid than a normal, healthy cell would have. And why? What does that mean? Well, what we've learned is that it has to do with your immune system.
Nejdřív vám vysvětlím, proč je imunitní systém důležitý při boji s rakovinou. Tahle věc se v poslední době docela často objevuje ve zprávách. Čím dál tím víc lidí už někdy slyšelo pojem "biologická léčba nádorových onemocnění". A někteří z vás možná znají někoho, komu tahle nová metoda léčby rakoviny pomohla. Doposud víme, že imunitní buňky, přesně bílé krvinky, které vám proudí v krvi, vás každý den chrání před špatnými věcmi - včetně rakoviny. Na tomhle obrázku, ty malé zelené kuličky jsou imunitní buňky a ta velká růžová buňka je rakovinná. Tyhle imunitní buňky cestují a ochutnávají všechny buňky ve vašem těle. Je to jejich práce. Většinou ty buňky chutnají dobře.
So let me tell you a little bit about the importance of your immune system in cancer. And this is something that's, I think, in the news a lot these days. You know, people are starting to become familiar with the term "cancer immune therapy." And some of you might even know people who are benefiting from these very new ways of treating cancer. What we now know is that your immune cells, which are the white blood cells coursing through your bloodstream, protect you on a daily basis from things gone bad -- including cancer. And so in this picture, those little green balls are your immune cells, and that big pink cell is a cancer cell. And these immune cells go around and taste all the cells in your body. That's their job. And most of the time, the cells taste OK.
Ale čas od času je nějaká z nich špatná. Snad je to ta rakovinná buňka a když na ni imunitní buňky přijdou, zahájí útok a zabijí jí. Tohle víme. Taky víme, že když podpoříme tohle ochutnávání, když podpoříme imunitní buňky v tom, aby si ukously pořádný kus rakovinné buňky, můžeme se lépe bránit před rakovinou a možná ji i vyléčit. Na trhu je v současné době pár léků na léčbu onkologických pacientů, které fungují přesně na tomto principu. Aktivují imunitní systém, takže je silnější a lépe nás chrání proti rakovině.
But once in a while, a cell might taste bad. Hopefully, that's the cancer cell, and when those immune cells get the bad taste, they launch an all-out strike and kill those cells. So we know that. We also know that if you can potentiate that tasting, if you can encourage those immune cells to actually take a big old bite out of a cancer cell, you get a better job protecting yourself from cancer every day and maybe even curing a cancer. And there are now a couple of drugs out there in the market that are used to treat cancer patients that act exactly by this process. They activate the immune system so that the immune system can be more vigorous in protecting us from cancer.
Jeden takový lék vlastně možná zachránil život prezidentu Jimmy Carterovi. Pamatujete si, prezident Carter měl maligní melanom, který mu metastázoval do mozku, a to je diagnóza, která většinou znamená prognózu "pár měsíců života". Ale léčili ho jedním z těch nových léků podporujících imunitní systém a teď se zdá, že je melanom na ústupu, což je pozoruhodné, vzhledem k situaci před pár lety. Vlastně je to tak pozoruhodné, že se v souvislosti s těmito novými léky objevují provokativní výroky jako tenhle: "Rakovina narazila na svůj penicilin" To je podle mě ohromně odvážné tvrzení ohledně nemoci, se kterou bojujeme už tak dlouho a většinou tu bitvu prohráváme. Takže je to opravdu úžasné.
In fact, one of those drugs may well have spared President Jimmy Carter's life. Do you remember, President Carter had malignant melanoma that had metastasized to his brain, and that diagnosis is one that is usually accompanied by numbers like "months to live." But he was treated with one of these new immune-stimulating drugs, and now his melanoma appears to be in remission, which is remarkable, considering the situation only a few years ago. In fact, it's so remarkable that provocative statements like this one: "Cancer is having a penicillin moment," people are saying, with these new immune therapy drugs. I mean, that's an incredibly bold thing to say about a disease which we've been fighting for a long time and mostly losing the battle with. So this is very exciting.
Ale co to má co dělat s cukry? Řeknu vám, na co jsme přišli. Když se imunitní buňka přitulí k té rakovinné, aby ochutnala, hledá známky nemoci, a když je najde, aktivuje se, spustí raketový útok a tu buňku zabije. Ale když je rakovinná buňka obehnaná hustou hradbou kyseliny sialové, tak chutná docela dobře. Na imunitních buňkách je protein, který se chytí na kyselinu sialovou, a ten když zůstane přichycený na téhle synapsi mezi imunitní a rakovinnou buňkou, tak to tu imunitní buňku uspí. Kyselina sialová té imunitní buňce říká: "Hele, tahle buňka je v pohodě. Není tu nic k vidění, pokračuj dál. Porozhlídni se někde jinde." Takže, jinými slovy, dokud jsou naše buňky pokryté tlustou vrsvou kyseliny sialové, tak vypadají skvěle, ne? Je to úžasné. A co kdybyste mohli tuhle vrstvu sloupnout a cukr odstranit? Váš imunitní systém by třeba mohl vidět tu rakovinnou buňku takovou, jaká skutečně je: jako buňku, kterou je třeba zničit.
Now what does this have to do with sugars? Well, I'll tell you what we've learned. When an immune cell snuggles up against a cancer cell to take a taste, it's looking for signs of disease, and if it finds those signs, the cell gets activated and it launches a missile strike and kills the cell. But if that cancer cell has a dense forest of that sugar, sialic acid, well, it starts to taste pretty good. And there's a protein on immune cells that grabs the sialic acid, and if that protein gets held at that synapse between the immune cell and the cancer cell, it puts that immune cell to sleep. The sialic acids are telling the immune cell, "Hey, this cell's all right. Nothing to see here, move along. Look somewhere else." So in other words, as long as our cells are wearing a thick coat of sialic acid, they look fabulous, right? It's amazing. And what if you could strip off that coat and take that sugar away? Well, your immune system might be able to see that cancer cell for what it really is: something that needs to be destroyed.
A tohle v laboratoři děláme. Vyvíjíme nové léky, které fungují v podstatě jako sekačky buněčného povrchu - molekuly putují po povrchu rakovinných buněk a zbavují je kyseliny sialové, aby imunitní systém mohl plně využít svůj potenciál a zbavit lidské tělo těchto rakovinných buněk.
And so this is what we're doing in my lab. We're developing new medicines that are basically cell-surface lawnmowers -- molecules that go down to the surface of these cancer cells and just cut off those sialic acids, so that the immune system can reach its full potential in eliminating those cancer cells from our body.
Takže na závěr bych to ráda ještě jednou shrnula: Vaše buňky jsou pokryté cukry. Tyto cukry říkají ostatním buňkám, jestli je buňka dobrá nebo špatná. A to je důležité, protože imunitní systém musí nechat ty dobré buňky na pokoji. Jinak bychom měli autoimunitní chorobu. Ale rakovina jednou za čas dokáže vyprodukovat nové cukry. A teď, když už chápeme, jak tyto cukry matou imunitní systém, můžeme vyvíjet nové léky, které probudí imunitní buňky a řeknou jim: "Ignorujte ty cukry, snězte tu buňku a pořádně si na té rakovině pochutnejte."
So in closing, let me just remind you again: your cells are coated with sugars. The sugars are telling cells around that cell whether the cell is good or bad. And that's important, because our immune system needs to leave the good cells alone. Otherwise, we'd have autoimmune diseases. But once in a while, cancers get the ability to express these new sugars. And now that we understand how those sugars mesmerize the immune system, we can come up with new medicines to wake up those immune cells, tell them, "Ignore the sugars, eat the cell and have a delicious snack, on cancer."
Děkuji.
Thank you.
(Potlesk)
(Applause)