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.
Esta charla trata sobre el cáncer y el azúcar. Empecé a interesarme por el azúcar cuando iba a la universidad. No por este tipo de azúcar, sino por el tipo de azúcar del que nos solía hablar nuestro profesor de biología cuando hablaba del revestimiento de las células. Y puede que no supieran que las células están recubiertas de azúcar. Yo tampoco lo sabía, hasta que cursé estas asignaturas en la universidad, pero por aquel entonces... esto fue en, digamos que la década de los 80, no se sabía mucho sobre por qué las células están recubiertas de azúcar. Y una vez repasé mis apuntes, me di cuenta de que había escrito que el azúcar que recubre nuestras células es igual que la capa de azúcar que recubre un cacahuete M&M. Y la gente pensaba que la capa de azúcar de las células era como una capa protectora que, de algún modo, hacía a las células más fuertes o resistentes.
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.
Pero ahora sabemos, muchas décadas después, que es mucho más complicado que eso, y que los azúcares en las células son en realidad muy complejos. Y que si pudieran encogerse y convertirse en un avión en miniatura y planear por toda la superficie de sus células, verían algo así... con formas geométricas. Donde los azúcares complejos son estos árboles y arbustos... sauces llorones que se mecen con el viento y se mueven con las ondas. Y cuando empecé a pensar sobre todos estos azúcares complejos que son como el follaje de las células, se convirtió en uno de los problemas más interesantes que he tratado como bióloga y también como química. Y así ahora solemos entender los azúcares que pueblan la superficie de las células como un lenguaje. Almacenan montones de información en sus complejas estructuras.
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.
Pero, ¿qué intentan decirnos? Les puedo decir que conocemos parte de la información que proviene de estos azúcares, y que ha resultado ser de una importancia inconmensurable en el mundo de la medicina.
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.
Por ejemplo, nos informan el grupo sanguíneo. Así que tus células sanguíneas, tus glóbulos rojos, están cubiertos de azúcar y la estructura química de esos azúcares determinan tu grupo sanguíneo. Por ejemplo, yo sé que mi grupo sanguíneo es el tipo 0. ¿Cuántas personas pertenecen al tipo 0 también? Levanten la mano. Es bastante común, así que si levantan tan pocas manos o bien no están prestando atención o no conocen su grupo sanguíneo, y ambas opciones son malas.
(Laughter)
(Risas)
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.
Pero para aquellos que compartan el tipo O conmigo, esto significa que tenemos esta estructura química en la superficie de nuestras células sanguíneas: tres azúcares simples unidos que dan lugar a un azúcar complejo. Y esto, se define como grupo sanguíneo del tipo O.
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.
Ahora, ¿cuántos tienen el grupo sanguíneo A? Aquí mismo. Esto significa que tienen una enzima en sus células que añade una pieza más, esa azúcar roja, para crear una estructura más compleja. Y ¿cuántos son del tipo B? Unos cuantos. Su enzima es algo distinta de la del tipo A, por lo que la estructura es algo diferente, y aquellos que sean del tipo AB tienen una enzima de su madre, y la otra de su padre, y así sus estructuras están prácticamente balanceadas. Cuando esto se descubrió, ya en el siglo pasado, permitió uno de los procesos médicos más importantes en el mundo, se trata, por supuesto, de la transfusión sanguínea. Y conociendo el grupo sanguíneo, podemos tener claro, si necesitara una transfusión que el donante pertenece al mismo grupo sanguíneo, para que el organismo no se tope con azúcares desconocidos, que no le gustarían y probablemente rechazaría.
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?
¿Qué más quieren decirnos los azúcares de la superficie de las células? Esos azúcares podrían estar diciéndonos que tenemos cáncer. Entonces, hace algunas décadas, las correlaciones comenzaron a surgir del análisis de tejido tumoral. Y el escenario típico es un paciente con un tumor detectado, y el tejido se elimina con un procedimiento de biopsia y luego se envía a un laboratorio de patología donde ese tejido se analiza para buscar cambios químicos que pueden informar al oncólogo sobre el mejor curso de tratamiento. En estudios como ese se descubrió que los azúcares cambian si la célula pasa de estar sana a estar enferma. Y esas correlaciones han surgido una y otra y otra vez. Pero una gran pregunta en el campo ha sido: ¿Por qué? ¿Por qué los cánceres tienen diferentes azúcares? ¿Qué importancia tiene eso? ¿Por qué sucede y qué podemos hacer al respecto si resulta que esto está relacionado con el proceso de la enfermedad?
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.
Entonces, uno de los cambios que estudiamos es un aumento en la densidad de un azúcar en particular eso se llama ácido siálico. Y creo que este será uno de los azúcares más importantes de nuestros tiempos, por eso aliento a todos a familiarizarse con esta palabra. El ácido siálico no es el tipo de azúcar que ingerimos. Son azúcares diferentes. Este es un tipo de azúcar que en realidad se encuentra en ciertos niveles en todas las células del cuerpo. En realidad, es bastante común en las células. Pero por alguna razón, las células cancerosas, al menos en una enfermedad progresiva, tienden a tener más ácido siálico del que tendría una célula normal y saludable. ¿Por qué? ¿Qué significa eso? Bueno, hemos aprendido que tiene que ver con el sistema inmune.
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.
Así les explicaré algo sobre la importancia del sistema inmune en el cáncer. Y esto es algo que se oye, creo, mucho en las noticias estos días. La gente está comenzando a familiarizarse con el término "inmunoterapia contra el cáncer". Y algunos de Uds. incluso podrían conocer a personas que se están beneficiando de estas muy nuevas formas de tratar el cáncer. Ahora sabemos que las células inmunes, que son los glóbulos blancos que recorren el torrente sanguíneo, nos protegen a diario de cosas que salieron mal, incluido el cáncer. En esta imagen, esas pequeñas bolas verdes son las células inmunes, y esa gran célula rosa es una célula cancerosa. Y estas células inmunes circulan y prueban todas las células del cuerpo. Ese es su trabajo. Y la mayoría de las veces, las células saben bien.
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.
Pero de vez en cuando, una célula puede tener mal sabor. Con suerte, esa es la célula cancerosa, y cuando esas células inmunes prueban el mal sabor, lanzan un ataque total y matan esas células. Eso lo sabemos. También sabemos que si se potencia esa cata, si se alientan esas células inmunes a que den una gran mordida de una célula cancerosa, uno se autoprotege mejor del cáncer todos los días y tal vez se cure un cáncer. Y ahora hay un par de fármacos en el mercado que se usan para tratar a pacientes con cáncer que actúa exactamente mediante este proceso. Activan el sistema inmune para que sea más vigoroso para protegernos del cáncer.
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.
De hecho, uno de esos fármacos bien puede haber salvado la vida del presidente Jimmy Carter. ¿Recuerdan que el presidente Carter tenía un melanoma maligno que había hecho metástasis en su cerebro? Y ese diagnóstico suele ir acompañado del pronóstico "meses de vida". Pero a él le trataron con uno de estos fármacos nuevos inmunoestimulantes, y ahora su melanoma parece estar en remisión, lo que es notable, teniendo en cuenta la situación solo hace unos años. De hecho, es tan notable que provocan afirmaciones como esta: "El cáncer vive un momento de penicilina", con estos nuevos medicamentos de inmunoterapia. Quiero decir, es increíblemente audaz decir eso sobre una enfermedad que hemos estado combatiendo durante mucho tiempo y contra la que muchas veces hemos perdido la batalla. Esto es muy emocionante.
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.
Ahora, ¿qué tiene esto que ver con los azúcares? Bueno, les diré lo que hemos aprendido. Cuando una célula inmune se acurruca contra una célula cancerosa para probar, está buscando signos de enfermedad, y si encuentra esos signos, la célula se activa y lanza un misil que mata a la célula. Pero si esa célula cancerosa tiene un bosque denso de ese azúcar, ácido siálico, bueno, comienza a tener muy buen sabor. Hay una proteína en las células inmunes que toma el ácido siálico, y si esa proteína se mantiene en esa sinapsis entre la célula inmune y la célula cancerosa, hace dormir a esa célula inmune. Los ácidos siálicos dicen a la célula inmune: "Oye, esta célula está bien. No hay nada que ver aquí, vete, busca en otro lado". Entonces en otras palabras, mientras las células tengan una gruesa capa de ácido siálico, se ven fabulosas, ¿verdad? Es asombroso. ¿Y si se pudiera quitar esa capa y extraer ese azúcar? Entonces, el sistema inmune podría identificar esa célula cancerosa por lo que realmente es: algo que necesita ser destruido.
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.
Y esto es lo que hacemos en mi laboratorio. Estamos desarrollando nuevos medicamentos que son básicamente cortadoras de césped de superficie celular. Moléculas que bajan a la superficie de estas células cancerosas y cortan esos ácidos siálicos, para que el sistema inmune pueda alcanzar su máximo potencial en la eliminación de esas células cancerígenas del cuerpo.
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."
Por tanto, concluyendo, les recuerdo nuevamente: las células están cubiertas con azúcares. Los azúcares dicen a las células alrededor de esa célula si la célula es buena o mala. Y eso es importante, porque el sistema inmune necesita mantener solo las células buenas. De lo contrario, tendríamos enfermedades autoinmunes. Pero, de vez en cuando, los cánceres tienen la capacidad de expresar estos nuevos azúcares. Y ahora que entendemos cómo esos azúcares hipnotizan al sistema inmune, podemos inventar nuevos medicamentos para despertar a esas células inmunes, y decirles: "Ignora los azúcares, come la célula, y ten una deliciosa merienda, con sabor a cáncer".
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)