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.
A téma a cukor és a rák kapcsolata. A cukor a főiskolán kezdett érdekelni. Nem ez a fajta cukor. Az a cukor, amiről biológiaprofesszoraink beszéltek sejtjeink bevonatával kapcsolatban. Idáig önök talán nem tudták, de sejtjeinket cukor borítja. Én sem tudtam, amíg részt nem vettem ezeken a főiskolai kurzusokon, de akkoriban – ez a nyolcvanas években volt – nem sokat tudtunk róla, miért borítja sejtjeinket cukor. Régi jegyzeteimet átböngészve észrevettem, hogy azt írtam: a cukor úgy borítja be a sejtet, mint a mogyorós M&M-drazsét. Azt gondolták az emberek, hogy a cukorbevonatnak sejtvédő szerepe van, hogy erősebbé és keményebbé teszi sejtjeinket.
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.
De sok évtizeddel később már tudjuk, hogy ez ennél jóval bonyolultabb, és a cukor a sejtjeinken igen sokrétű. Ha összezsugorodhatnánk, és miniatűr repülőgépen sejtjeink felszíne felett repülnénk, a látvány talán így nézne ki földrajzi jellemzőkkel. A komplex cukrok ezek a fák és bokrok, melyek szomorúfűzként lengenek a szélben, hullámoznak. Amikor tűnődni kezdtem e sok összetett cukron, amelyek lombkoronaként borítják sejtjeinket, az egyik legérdekesebb kérdéssé vált, amellyel valaha is találkoztam akár biológusként, akár vegyészként. A sejtjeinket borító cukrokra úgy kezdünk gondolni, mint valami nyelvre. Sok információt raktároznak összetett felépítésükben.
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.
De mit próbálnak közölni velünk? Már ismerünk néhány információt, amelyet e cukrok hordoznak. Már kiderült, hogy ez igen fontos a gyógyászatban.
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.
Pl. a cukrokból megállapítható a vércsoportunk. Vérsejtjeinket, vörösvértestjeinket cukrok borítják, és kémiai felépítésüktől függ a vércsoportunk. Pl. tudom, hogy nullás vércsoportú vagyok. Ki van itt szintén nullás vércsoportú? Tegyék fel a kezüket! Ez elég gyakori, ezért ha kevesen jelentkeznek, vagy nem figyelnek, vagy nem ismerik a vércsoportjukat, és mindkettő helytelen.
(Laughter)
(Nevetés)
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.
Akik szintén nullás vércsoportúak, nekik ez azt jelenti, hogy vérsejtjeink felszíne ilyen kémiai szerkezetű: három egyszerű cukor kapcsolódik bonyolultabb cukorrá; definíció szerint ez a nullás vércsoport.
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.
Hány ember A vércsoportú? Most itt. Ez azt jelenti, hogy egy enzim van a sejtjeikben, amely még egy építőkockát rak hozzá, a vörös cukrot, hogy komplexebb szerkezetet építsen. És hány embernek van B vércsoportja? Elég soknak. Önöknek az A vércsoportúakétól egy kissé különböző enzimük van. Önök kissé más szerkezetet építenek. Akik AB vércsoportúak, azoknak egy-egy enzimük van az édesanyjuktól és az édesapjuktól is, és mindkét szerkezetet létrehozzák, nagyjából egyenlő arányban. Amikor erre rájöttek a múlt században, ez tette lehetővé az egyik legfontosabb orvosi eljárást, ami természetesen a vérátömlesztés. Így vércsoportjuk ismeretében gondoskodunk róla, hogy ha vérátömlesztésre van szükségük, az önök véradója azonos vércsoportú legyen, azért hogy a testükbe idegen cukrok ne kerülhessenek, amelyek nem tetszenének neki, és biztosan kilökné őket.
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?
Mit árulnak még el a sejtjeinket borító cukrok? Talán azt, hogy rákosak vagyunk. Néhány évtizede összefüggések kezdtek kibontakozni a tumorszövet elemzéséből. A tipikus forgatókönyv, hogy daganatot fedezünk fel, biopsziával szövetmintát veszünk, majd szövettani elemzésre küldjük. Ott elemzik a szövetet, olyan kémiai elváltozásokat keresve, melyek a legmegfelelőbb kezelésről tájékoztathatják az onkológust . Az ilyen tanulmányokból kiderült, hogy a cukrok megváltoztak, amikor a sejt megbetegedett. Ezek az összefüggések újra és újra felbukkantak. De a nagy kérdés az volt, hogy miért? Miért más a ráksejtek cukorbevonata? Mi ennek a jelentősége? Miért történik, és mit tehetünk, ha kiderül, hogy ez a megbetegedéssel függ össze?
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.
Az általunk tanulmányozott egyik változás egy bizonyos cukor, az ún. sziálsav besűrűsödése. Azt hiszem, ez korunk egyik legfontosabb cukra, ezért mindenkit arra biztatnék, ismerkedjen meg ezzel a szóval! A sziálsav nem az a fajta cukor, amit megeszünk. azok másmilyen cukrok. Ez olyan cukor, amely bizonyos mennyiségben összes sejtünkön megtalálható. Teljesen gyakori a sejtjeinken. De valamiért a ráksejtek – előrehaladott betegség esetén legalábbis – hajlamosak rá, hogy több sziálsavat tartalmazzanak, mint a normális, egészséges sejtek. Miért? Mit jelent ez? Megtudtuk, hogy ennek az immunrendszerhez van köze.
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.
Elmondom, hogy rák esetében miért fontos az immunrendszer. Ez mostanában sokat szerepel a hírekben. Az emberek kezdenek megismerkedni a rák-immunterápia fogalmával. Néhányuk rákos ismerősét talán ezzel az új eljárással kezelik. Tudjuk, hogy immunsejtjeink, azaz fehérvérsejtjeink véráramunkban keringenek, nap mint nap védve minket attól, hogy a dolgok rosszra forduljanak, beleértve a rákot is. A képen azok a gömböcskék az immunsejtjeink, és az a nagy rózsaszín sejt a ráksejt. Az immunsejtek őrjáratot tartanak, és testünk minden sejtjét megízlelik. Ez a munkájuk. A sejtek íze többnyire megfelelő.
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.
De időről időre egy-egy sejt rossz ízű. Ezek remélhetőleg ráksejtek. Amikor az immunsejtek megérzik a rossz ízt, megsemmisítő csapással elpusztítják azokat a sejteket. Ezt tudjuk. Azt is tudjuk, hogy ha fokozzuk az ízt, ha ösztönözzük az immunsejteket, hogy nagyobbat harapjanak ki a rákos sejtből, mi is nagyobb védelmet kapunk, és talán még a rákból is kigyógyulunk. Van már néhány gyógyszer a piacon, amelyeket rákkezelésre használnak; pontosan így működnek. Mozgósítják az immunrendszert, azért hogy erősebb legyen a rák elleni védelemben.
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.
E gyógyszerek egyike mentette meg talán Jimmy Carter elnök életét. Emlékeznek, hogy Carter elnöknek rosszindulatú melanomája volt, ami áttétet képezett az agyában. E diagnózist rendszerint számok követik, hogy hány hónapot élhet még az illető. De őt ilyen immunstimuláló gyógyszerekkel kezelték, és most a melanomája, úgy tűnik, visszavonulóban van. Ez jelentős siker, figyelembe véve a pár évvel ezelőtti helyzetet. Annyira jelentős, hogy ilyen túlzó kijelentéseket hallani: "A ráknál is elérkeztünk a penicillinkorszakba!" az új immunterápiás gyógyszerekkel. Úgy értem, hihetetlenül bátor dolog betegségről ilyeneket mondani, amellyel régóta küzdünk, de többnyire elveszítjük a harcot. Ez igen izgalmas.
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.
Igen, de mi köze ennek a cukrokhoz? Elmondom, mire jöttünk rá. Amikor az immunsejt a ráksejthez bújik, hogy megízlelje, a betegség jeleit keresi. és ha ilyen jelet talál, a sejt tevékennyé válik, és össztüzet zúdít a sejtre. De ha a ráksejten sűrű cukorerdő van, a sziálsav, akkor a sejt elég jóízű. Az immunsejtek egyik fehérjéje megköti a sziálsavat, és ha az a fehérje az immunsejt és a ráksejt közti szinapszisban reked, akkor az immunsejtet elaltatja. A sziálsavak azt mondják az immunsejtnek: "Hé, ez a sejt rendben van, semmi keresnivalód itt, menj tovább! Kutass máshol!" Más szavakkal: amíg sejtjeinknek vastag sziálsavbevonatuk van, mesésen néznek ki, igaz? Lenyűgöző! Mi lenne, ha lefejthetnénk e bevonatot, és eltávolíthatnánk a cukrot? Immunrendszerünk képes lenne annak látni a rákos sejtet, ami valójában: megsemmisítendőnek.
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.
Ezzel foglalkozunk a laboromban. Új gyógyszereket fejlesztünk, amelyek sejtfelszín-fűnyírók, olyan molekulák, amelyek a ráksejtek felszínére kerülve "lenyírják" a sziálsavat, hogy az immunrendszer a teljes erejét ki tudja fejteni a rákos sejtek testünkből való eltüntetésére.
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."
Végezetül hadd emlékeztessem önöket újra: sejtjeink cukorbevonatúak. A cukrok a többi sejtet tájékoztatják, vajon a sejt jó-e vagy rossz. Ez fontos, mert immunrendszerünknek a jó sejteket békén kell hagynia, különben autoimmun betegségeink lehetnek. De olykor a rák képes rá, hogy cukorbevonattal álcázza magát. Most, hogy már értjük, hogyan tévesztik meg ezek a cukrok az immunrendszert, új gyógyszereket fejleszthetünk ki immunsejtjeink felébresztésére. Megmondjuk nekik, hagyják a cukrot, essenek neki a sejtnek, és falatozzanak jóízűt belőle!
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)