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.
Dette er et foredrag om sukker og kreft. Jeg ble interessert i sukker da jeg gikk på universitetet. Ikke denne typen sukker. Det var den typen sukker som biologiprofessorene våre lærte oss om i forbindelse med belegget på cellene dine. Kanskje du ikke visste at cellene dine er belagt med sukker. Det visste ikke jeg heller, før jeg tok disse emnene på universitetet, men på den tiden - og det var i, la oss bare kalle det på 80-tallet, visste ikke folk mye om hvorfor cellene våre var belagt med sukker. Da jeg kikket gjennom notatene mine, la jeg merke til at det jeg hadde skrevet var at sukkerbelegget på cellene våre ligner sukkerbelegget på en M&M-peanøtt. Og folk trodde at sukker- belegget på cellene våre var et slags beskyttende belegg som gjorde cellene våre sterkere eller mer hardføre.
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.
Men nå vet vi, mange tiår senere, at det er mye mer komplisert enn som så, og at sukkerartene på cellene våre faktisk er veldig komplekse. Og hvis du kunne krympe deg ned til et lite miniatyrfly og fly langs overflaten på cellene dine, så vil det kunne se ut omtrent som dette; med geografiske former. De komplekse sukkerartene er disse trærne og buskene - sørgepiler som svaier i vinden og beveger seg i bølger. Da jeg begynte å tenke på alle disse komplekse sukkerartene som bladverk på cellene våre, ble det et av de mest interessante problemene jeg har kommet over som biolog og også som kjemiker. Og nå ser vi på sukkerartene som bor på overflaten av cellene våre som et språk. De har masse informasjon lagret i den komplekse strukturen deres.
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.
Men hva er det de prøver å fortelle oss? Jeg kan fortelle deg at vi kjenner til noe av informasjonen som kommer fra disse sukkerartene, og det har allerede vist seg å være veldig viktig i den medisinske verden.
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.
For eksempel, en ting sukkerartene dine forteller oss, er blodtypen din. Blodcellene dine, de røde blodlegemene dine, er belagt med sukker, og den kjemiske strukturen til de sukkerartene bestemmer blodtypen din. For eksempel vet jeg at jeg har blodtype O. Hvor mange har blodtype O? Rekk opp handa. Den er ganske vanlig, at når så få hender kommer opp, følger dere enten ikke med, eller så vet dere ikke blodtypen deres, og begge deler er like ille.
(Laughter)
(Latter)
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.
Men for de av dere som deler blodtype O med meg, betyr det er at vi har denne kjemiske strukturen på overflaten av blodcellene våre: tre enkle sukkerarter satt sammen for å lage en mer kompleks sukkerart. Og det er, per definisjon, blodtype 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.
Hvor mange er det som har blodtype A? Akkurat her. Det betyr at dere har et enzym i cellene deres som legger til enda en byggesten, det røde sukkeret, som lager en mer kompleks struktur. Og hvor mange er det som har blodtype B? Ganske mange. Dere har et litt annerledes enzym enn A-folka, som lager en litt annerledes struktur, og de av dere som har AB har enzymet fra mødrene deres, det andre enzymet fra faren deres, og dere lager begge disse strukturene i omtrent like store mengder. Da de fant ut dette, hvilket nå var i det forrige århundre, muliggjorde det en av de viktigste medisinske prosedyrene i verden, som selvfølgelig er blodoverføring. Og ved å vite hva blodtypen din er, kan vi forsikre oss om, hvis du behøver en overføring, at donoren din har samme blodtype, sånn at kroppen din ikke finner ukjente sukkerarter som den ikke vil like, og helt klart støte bort.
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?
Hva mer er det sukkerartene på overflaten av cellene deres forsøker å fortelle oss? Disse sukkerartene kan muligens fortelle oss at du har kreft. For noen tiår siden begynte man å se sammenhenger i analyser av kreftvev. Og det typiske forløpet vil være at man oppdager en svulst hos en pasient, en vevsprøve blir tatt ved en biopsi og sendt ned til en patologilab der vevet ble analysert for å se etter kjemiske endringer som kunne gi onkologen informasjon om den beste behandlingsplanen. Resultatet fra disse studiene viser at sukkerartene hadde endret seg da cellene endret seg fra å være friske til å være syke. Og sammenhengene har dukket opp igjen og igjen og igjen. Men det store spørsmålet i fagmiljøet har vært: Hvorfor? Hvorfor har kreft andre sukkerarter? Hva er betydningen av det? Hvorfor skjer det, og hva kan vi gjøre med det hvis det viser seg å være relatert til sydomsforløpet?
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.
En av endringene vi undersøker er en økning i tettheten av en bestemt sukkerart kalt sialinsyre. Jeg tror dette kommer til å bli en av de viktigste sukkerartene i vår tid, så jeg oppfordrer alle til å gjøre seg kjent med dette ordet. Sialinsyre er ikke en type sukker vi spiser. De er andre sukkerarter. Dette er en type sukker som det faktisk finnes i et visst nivå på alle cellene i kroppen din. Det er faktisk ganske vanlig på cellene dine. Men av en eller annen grunn, har kreftceller, i alle fall de i en vellykket, progressiv sykdom, ofte mer sialinsyre enn en vanlig, frisk celle ville hatt. Og hvorfor? Hva betyr det? Det vi har lært er at det har noe å gjøre med immunforsvaret ditt.
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.
La meg fortelle dere litt om viktigheten av immunforsvaret ditt når det gjelder kreft. Dette er noe som er mye i nyhetene nå om dagen. Folk har begynt å bli kjent med uttrykket “immunterapi mot kreft”. Kanskje noen av dere kjenner noen som drar nytte av disse veldig nye metodene å behandle kreft på. Det vi vet er at immuncellene dine, som er de hvite blodlegemene som jakter gjennom blodårene dine, beskytter deg daglig mot alt som har gått galt - inkludert kreft. På dette bildet er de små grønne ballene immuncellene dine, og den store rosa er en kreftcelle. Disse immuncellene går rundt og smaker på alle cellene i kroppen din. Det er jobben deres. Og stort sett smaker cellene greit.
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.
Men nå og da kan en celle smake vondt. Forhåpentligvis er det kreftcellen, og når disse immuncellene kjenner den vonde smaken, setter de i gang et frontalangrep og dreper de cellene. Det vet vi altså. Vi vet også at hvis du kan forsterke den smakingen, hvis du kan oppmuntre immun- cellene til å ta et skikkelig jafs av en kreftcelle, da blir du bedre beskyttet mot kreft hver dag og kanskje også kureres kreften. Det finnes allerede noen medisiner der ute i markedet som brukes til å behandle kreftpasienter som fungerer på akkurat den måten. De aktiverer immunforsvaret slik at immunforsvaret kan bli sterkere til å beskytte oss mot kreft.
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.
Faktisk kan en av disse legemidlene ha reddet livet til president Jimmy Carter. Husker dere at Jimmy Carter hadde en ondartet melanom som hadde spredd seg til hjernen hans, og den med den diagnosen følger vanligvis tall som “måneder igjen å leve”. Men han ble behandlet med en av disse nye, immun-stimulerende legemidlene, og nå ser det ut til at melanomen hans ikke lenger viser symptomer, noe som er bemerkelsesverdig, gitt hvordan det ville vært for bare noen få år siden. Faktisk er det så bemerkelsesverdig at spenstige uttalelser som dette: “Kreft står foran et penicillin- gjennombrudd” sies det, med disse nye immunterapi-medisinene. Det er en veldig dristig ting å si om en sykdom som vi har kjempet mot i lang tid og stort sett tapt mot. Derfor er det veldig spennende.
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.
Hva har så dette å gjøre med sukkerartene? Jeg skal fortelle dere det vi har lært. Når en immuncelle smyger seg inntil en kreftcelle for å ta en smaksprøve, så ser den etter tegn på sykdom, og hvis den finner de tegna, da blir cellen aktivert og fyrer av et rakettangrep som dreper cellen. Men hvis den kreftcellen har en tett skog av den sukkerarten, sialinsyre, da begynner den å smake ganske godt. Også er det et protein på immuncellene som tar tak i sialinsyren, og hvis proteinet får tak i den synapsen mellom immuncellen og kreftcellen, da bedøver den immuncellen. Sialinsyren sier til immuncellen “Hei, denne cellen er helt fin. Ikke noe å se her, bare gå videre. Let et annet sted”. Med andre ord, så lenge cellene våre har på seg et tykt belegg med sialinsyre, ser de fantastiske ut, ikke sant? Det er utrolig. Hva om du kunne skrape av det belegget og ta bort det sukkeret? Da vil immunforsvaret ditt kanskje kunne se kreftcellen som det den egentlig er: noe som må ødelegges.
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.
Og det er dette vi gjør på labben min. Vi utvikler nye legemidler som enkelt sagt er celle- overflate gressklippere: molekyler som går ned på overflaten av disse kreftcelllene og klipper av de sialinsyrene, sånn at immunforsvaret kan nå sitt fulle potensiale med å eliminere kreft- cellene fra kroppen din.
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."
Til slutt, la meg minne dere på igjen: cellene deres har et belegg med sukker. Sukkerartene forteller cellene rundt dem om cellen er snill eller slem. Og det er viktig, siden immunforsvaret vårt må la de snille cellene være i fred. Ellers får vi autoimmune sykdommer. Men noen ganger klarer kreften å lage disse nye sukkerartene. Og nå som vi forstår hvordan disse sukkerartene trollbinder immunforsvaret, kan vi utvikle nye medisiner som vekker disse immuncellene og forteller dem “ignorer sukkeret, spis cellen og nyt et deilig måltid med kreft."
Thank you.
Takk.
(Applause)
(Applaus)