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.
C'est un exposé sur le sucre et le cancer. J'ai commencé à m'intéresser au sucre quand j'étais à la fac Pas ce genre de sucre. C'était le sucre que nos professeurs de biologie nous enseignaient dans le contexte de la pellicule qui couvre vos cellules. Vous ne saviez peut-être pas que vos cellules sont recouvertes de sucre. Je ne le savais pas non plus, avant de suivre ces cours à la fac. Mais à l'époque, disons que c'était dans les années 80, les gens ne savaient pas trop pourquoi nos cellules sont recouvertes de sucre. Et en cherchant dans mes notes, j'ai remarqué que j'avais écrit que ce sucre qui enveloppe nos cellules est semblable à celui qui enrobe un M&M de cacahouète. Les gens pensaient que la pellicule de sucre de nos cellules servait de couche protectrice et en quelque sorte rendait nos cellules plus fortes et plus résistantes.
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.
Mais nous savons, des décennies plus tard, que c'est bien plus compliqué que ça, et que les sucres sur nos cellules sont en fait très complexes. Si vous pouviez vous transformer en un petit avion miniaturisé, et survoler la surface de vos cellules, ça ressemblerait à quelque chose comme ça, avec des particularités géographiques. Maintenant, les sucres complexes sont ces arbres et arbustes, des saules pleureurs qui se balancent dans le vent et flottent au gré des vagues. Quand j'ai commencé à réfléchir à tous ces sucres complexes qui ressemblent à ce feuillage sur nos cellules, c'est devenu un des plus grands défis auxquels j’ai fait face en tant que biologiste et aussi en tant que chimiste. Nous avons désormais tendance à voir les sucres qui peuplent la surface de nos cellules comme un langage. Beaucoup d'informations sont stockées dans leurs structures complexes.
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.
Mais qu'essaient-ils de nous dire ? Je peux vous dire que nous connaissons certaines des informations qui proviennent de ces sucres, et elles s’avèrent très précieuses dans le monde de la médecine.
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.
Par exemple, parmi ce que les sucres nous disent, il y a votre groupe sanguin. Vos globules rouges sont enrobés de sucres dont les structures chimiques déterminent votre groupe sanguin. Par exemple, je sais que je suis du groupe O. Combien ic sont aussi du groupe O ? Levez la main. C'est un groupe assez courant, alors s'il y a si peu de mains, soit vous n'êtes pas attentifs soit vous ignorez votre groupe, dans les deux cas, c'est grave.
(Laughter)
(Rires)
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.
Pour ceux qui comme moi sont du groupe O, ça veut dire que nous avons cette structure chimique sur la surface de nos globules rouges : trois sucres simples liés entre eux pour former un sucre plus complexe. Et ça, c'est la définition du groupe 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.
Maintenant, combien sont du groupe A ? Là-bas. Ça signifie que vous avez une enzyme dans vos cellules qui ajoute une composante supplémentaire, ce sucre rouge, pour former un ensemble plus complexe. Et combien sont du groupe B ? Un assez grand nombre. Vous avez une enzyme un peu différente de ceux du groupe A, vous produisez donc une structure un peu différente. Et ceux d'entre vous qui sont du groupe AB ont une enzyme de leur mère et l'autre de leur père, et vous produisez ces deux structures en proportions relativement égales. Et quand on a découvert ça, ce qui remonte au siècle dernier, ça a permis une des procédures médicales les plus précieuses au monde, qui est bien évidemment la transfusion sanguine. En connaissant votre groupe sanguin, on peut s'assurer, en cas de transfusion, que le donneur a le même groupe sanguin que vous, pour ne pas confronter votre corps à des sucres étrangers, qu'il ne supporterait pas et rejetterait certainement.
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?
Quelles autres informations ces sucres nous donnent-ils ? Eh bien ces sucres pourraient nous dire que vous avez le cancer. Il y a quelques décennies, des corrélations ont été établies à la suite de l'analyse de tissu tumoral. Le scénario classique est celui-ci : un patient a une tumeur, on enlève la masse par biopsie, et on l'envoie à un laboratoire d'anatomie pathologique où on l'analyse pour chercher des modifications chimiques qui pourrait guider le cancérologue vers le traitement le plus adapté. Ces études ont révélées que les sucres changent quand la cellule passe d'un état sain à un état pathologique. Ces corrélations ont été observées encore et encore. Mais la grande question a été de savoir pourquoi. Pourquoi les sucres changent-ils ? Quelle est leur importance ? Pourquoi ça arrive, et que peut-on faire s'il s'avère que c'est lié au processus pathologique ?
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.
Alors, un des changements que nous étudions est une augmentation dans la densité d'un sucre particulier, l'acide sialique. Je pense que ce sucre-là sera l'un des plus importants de notre époque, et j'encourage donc tout le monde à retenir ce mot. L'acide sialique n'est pas le sucre que nous consommons. Ils sont différents. C'est un sucre qu'on trouve à certains niveaux sur toutes les cellules de votre corps. Il est en fait assez commun sur vos cellules. Mais pour une raison quelconque, les cellules cancéreuses, au moins dans une maladie évolutive, ont tendance à avoir plus d'acide sialique qu'en aurait une cellule normale et saine. Et pourquoi ? Qu'est-ce-que ça signifie ? Eh bien, nous avons appris qu'il y a un lien avec le système immunitaire.
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.
Parlons un peu de l'importance du système immunitaire dans le cancer. Et selon moi, on en parle beaucoup dans l'actualité de nos jours. Vous savez, les gens connaissent de mieux en mieux le terme « immunothérapie du cancer. » Vous connaissez peut-être des gens qui sont en train de bénéficier de ces nouveaux traitements du cancer. Nous savons maintenant que vos cellules immunitaires, qui sont les globules blancs qui circulent dans votre sang, vous protègent contre les maladies au quotidien, y compris contre le cancer. Et donc dans cette image, ces petites boules vertes sont vos cellules immunitaires, et cette grosse cellule rose est une cellule cancéreuse. Ces cellules immunitaires se promènent et goûtent toutes les cellules du corps. C'est leur fonction. La plupart du temps, les cellules leur plaisent.
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.
Mais de temps à autre, une cellule peut leur déplaire. Avec de la chance, c'est la cellule cancéreuse, et quand ces cellules immunes détectent cette anomalie, elles lancent une attaque totale et tuent ces cellules. Nous le savons. Nous savons aussi que si on peut potentialiser cette "dégustation", si on peut inciter ces cellules immunitaires à prendre une bonne bouchée de la cellule cancéreuse, vous pouvez chaque jour mieux vous protéger contre le cancer et peut-être même vous en guérir. Il y a des médicaments disponibles sur le marché à présent qu'on utilise pour traiter les cancéreux qui agit exactement selon ce procédé. Ils stimulent l'immunité pour que le système immunitaire devienne plus vigoureux pour nous protéger du cancer.
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.
En fait, l'un de ces médicaments peut bien avoir épargné la vie du président Jimmy Carter. Vous souvenez-vous, le président Carter était atteint d'un mélanome malin qui s'était métastasé à son cerveau et ce diagnostic s'accompagne souvent de choses comme « quelques mois à vivre ». Il était traité avec l'un de ces nouveaux médicaments stimulant l'immunité, et maintenant, son mélanome semble être en rémission, ce qui est remarquable, si on considère la situation il y a quelques années de cela. En fait, c'est si remarquable que des déclarations provocatrices comme celle-ci : « c’est la phase pénicilline du cancer », disent les gens, avec ces nouveaux médicaments. C'est une chose incroyablement audacieuse à dire sur une maladie que nous essayons de vaincre depuis longtemps et avons échoué la plupart du temps. Alors c'est très enthousiasmant.
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.
Alors quel est le rapport avec les sucres ? Eh bien, je vais vous dire ce que j'ai appris. Quand une cellule immunitaire se blottit contre une cellule cancéreuse pour la goûter, elle recherche des signes de maladie et si elle en trouve, la cellule s'active et lance une attaque missile et tue la cellule. Mais si cette cellule cancéreuse-là a une couche dense d'acide sialique, elle commencera à avoir plutôt bon goût. Il y a une protéine sur les cellules immunitaires qui arrache l'acide sialique, et si cette protéine se tient à cette synapse entre la cellule immunitaire et la cellule cancéreuse, elle met cette cellule immunitaire en sommeil. L'acide sialique dit à la cellule immunitaire, « Hé, cette cellule va bien. Il n'y a rien à voir ici, avance. Va voir ailleurs. » Alors en d'autres mots, tant que nos cellules ont une couche épaisse d'acide sialique, elles ont l'air fabuleuses, non ? C'est extraordinaire. Et si vous pouviez enlever cette couche et retirer ce sucre ? Votre système immunitaire pourrait voir cette cellule malade pour ce qu'elle est vraiment : quelque chose qui doit être détruit.
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.
C'est ce qu'on fait dans mon laboratoire. Nous développons de nouveaux médicaments qui sont en gros des tondeuses de la surface des cellules, des molécules qui vont à la surface de ces cellules cancéreuses et en coupent ces acides sialiques, pour que le système immunitaire puisse atteindre son plein potentiel en éliminant ces cellules cancéreuses de l’organisme.
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."
Alors pour clôturer, rappelez-vous ceci : vos cellules sont recouvertes de sucres. Ces sucres disent aux cellules autour de cette cellule-là si elle se porte bien ou pas. Et c'est important parce que le système immunitaire doit laisser les cellules saines tranquilles. Sinon, nous aurions des maladies auto-immunes. Mais de temps à autre, les cancers sont capables d'exprimer ces nouveaux sucres. Et puisque que nous savons comment ces sucres captivent le système immunitaire, nous pouvons produire de nouveaux médicaments pour réveiller ces cellules , leur dire, « Ignore ces sucres, mange la cellule et régale-toi de cancer. »
Thank you.
Merci.
(Applause)
(Applaudissements)