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 é uma palestra sobre açúcar e cancro. Interessei-me pelo açúcar quando estava na faculdade. Não por esse tipo de açúcar. Era o açúcar que os nossos professores de biologia nos ensinavam no contexto do revestimento das nossas células. Talvez não saibam que as nossas células são revestidas com açúcar. Eu também não sabia, até fazer esses cursos na faculdade. Mas, naquela época — e isso foi nos anos 80 — as pessoas não sabiam porque é que as nossas células eram revestidas de açúcar. Quando vasculhei as minhas anotações, reparei que tinha escrito que o açúcar que reveste as nossas células é como o açúcar que reveste o amendoim num M&M. As pessoas pensavam que o açúcar que reveste as nossas células era como uma camada protetora que, de certo modo, tornava as nossas células mais fortes ou mais 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.
Sabemos agora, muitas décadas depois, que é muito mais complicado que isso, e que os açúcares nas nossas células são na verdade muito complexos. Se pudéssemos encolher-nos num pequeno avião em miniatura e voar ao longo da superfície das células, podia ter este aspeto, com características geográficas. Os açúcares complexos são estas árvores e arbustos — salgueiros balançando ao vento e movendo-se com as ondas. Quando comecei a pensar em todos estes açúcares complexos que são como essas folhagens nas nossas células, isso tornou-se num dos problemas mais interessantes que encontrei como bióloga e como química. Agora temos a tendência de pensar nos açúcares que povoam a superfície das nossas células como uma linguagem. Têm muitas informações armazenadas nas suas estruturas complexas.
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.
Mas o que é que estão a tentar dizer-nos? Posso dizer que sabemos algumas informações que provêm desses açúcares e acontece também que são de grande importância no mundo da 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 exemplo, uma coisa que os nossos açúcares nos dizem é o nosso tipo sanguíneo. As nossas células sanguíneas, os glóbulos vermelhos, são revestidas com açúcares, e a estrutura química desses açúcares determina o nosso tipo sanguíneo. Por exemplo, eu sei que sou tipo O. Quantas pessoas também são tipo O? Levantem a mão. É um tipo muito comum, mas há poucas mãos levantadas. Vocês não estão atentos ou não sabem o vosso tipo sanguíneo, e as duas coisas são ruins.
(Laughter)
Mas para aqueles que têm o mesmo tipo O que eu,
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.
o que significa é que temos essa estrutura química na superfície das células sanguíneas; três açúcares simples ligados para formar um açúcar mais complexo. E isso, por definição, é o tipo sanguíneo 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.
Agora, quantas pessoas são do tipo A? Aqui mesmo. Isso significa que vocês têm uma enzima nas vossas células que adiciona um bloco a mais, aquele açúcar vermelho, para construir uma estrutura mais complexa. E quantas pessoas são do tipo B? Muito poucas. Vocês têm uma enzima um pouco diferente das pessoas tipo A, vocês constroem uma estrutura levemente diferente. E os que são do tipo AB têm a enzima que vem da mãe, e a enzima que vem do pai, e produzem as duas estruturas em proporções quase iguais. Quando isso foi descoberto, o que ocorreu no século passado, isso levou a um dos procedimentos médicos mais importantes no mundo, que, obviamente, é a transfusão de sangue. Conhecendo o nosso tipo sanguíneo, temos que ter a certeza de que, se precisarmos de uma transfusão, o doador tem o mesmo tipo sanguíneo, para que o nosso corpo não receba açúcares estranhos, de que ele não gostaria e certamente rejeitaria.
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?
Que mais é que os açúcares na superfície das nossas células estão a tentar dizer-nos? Esses açúcares podem dizer-nos que temos cancro. Há décadas atrás, começaram a surgir correlações a partir da análise de tecido tumoral. O cenário habitual é um paciente que tem um tumor detetado. O tecido é removido num procedimento de biópsia e depois é enviado para o laboratório de patologia, onde esse tecido é analisado para procurar mudanças químicas que podem informar o oncologista sobre a melhor opção de tratamento. O que se descobriu em estudos como estes é que os açúcares mudaram quando as células se transformam de saudáveis para doentes. Essas correlações continuaram a surgir vezes sem conta. Mas uma grande questão nesse campo tem sido: Porquê? Porque é que o cancro tem açúcares diferentes? Qual é a importância disso? Porque é que isso acontece e o que é que podemos fazer, caso isso esteja relacionado com o processo da doença?
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.
Uma das alterações que estudamos é o aumento da densidade de um açúcar em particular chamado ácido siálico. Acho que este vai ser um dos açúcares mais importantes da nossa geração. Por isso, encorajo toda a gente a familiarizar-se com esta palavra. O ácido siálico não é o tipo de açúcar que comemos. Esses são açúcares diferentes. Este é o tipo de açúcar que se encontra em certos níveis em todas as células do nosso corpo. Na realidade, é muito comum nas nossas células. Mas por alguma razão, as células cancerosas, pelo menos numa doença progressiva, tendem a ter mais ácido siálico do que uma célula normal e saudável teria. E porquê? O que é que isso significa? Bem, o que aprendemos é que isso tem a ver com o sistema imunitário.
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.
Vou explicar um pouco a importância do sistema imunitário no cancro. Acho que é uma coisa que aparece nos noticiários atualmente. As pessoas estão a começar a familiarizar-se com o termo "imunoterapia do cancro". Alguns de vocês talvez conheçam pessoas que beneficiam destes novos tratamentos do cancro. O que sabemos agora é que as células imunitárias — que são os glóbulos brancos que percorrem a corrente sanguínea — nos protegem no dia a dia de coisas ruins, incluindo o cancro. Então nesta imagem, estas bolinhas verdes são as nossas células imunitárias e aquela grande célula rosa é uma célula cancerosa. Estas células imunitárias circulam e provam todas as células do nosso corpo. Esse é o trabalho delas. Na maior parte das vezes as células sabem bem
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.
mas, de vez quando, uma célula pode saber mal. Esperemos que seja a célula cancerosa. Quando estas células imunitárias encontram um sabor mau, lançam uma greve total e matam essas células. Isso nós sabemos. Também sabemos que, se pudermos potenciar esse sabor, se pudermos encorajar essas células imunitárias a dar uma grande dentada numa célula cancerosa, teremos uma proteção melhor contra o cancro, todos os dias, e talvez até a cura de um cancro. Atualmente há inúmeras drogas no mercado usadas para tratar doentes com cancro que agem exatamente como este processo. Ativam o sistema imunitário para que o sistema imunitário fique mais forte para nos proteger contra o cancro.
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 facto, uma dessas drogas pode ter poupado a vida do Presidente Jimmy Carter. Vocês lembram-se que o Presidente Carter teve um melanoma maligno que sofreu uma metástase para o cérebro. Este diagnóstico é um daqueles que é acompanhado por números como "meses de vida", mas ele foi tratado com uma dessas novas drogas imunoestimulantes e o melanoma parece estar a reduzir, o que é extraordinário, considerando a situação apenas alguns anos atrás. De facto, isso é tão extraordinário que provoca declarações como esta: "O cancro está a ter a importância da penicilina, "com estas novas drogas de imunoterapia". Isto é uma coisa incrivelmente ousada de se dizer sobre uma doença com que estamos a lutar há tanto tempo e, na maioria das vezes, a perder a batalha. Isto é muito animador.
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.
Mas o que é que isso tem a ver com açúcares? Vou dizer-vos o que já aprendemos. Quando uma célula imunitária se aproxima de uma célula cancerosa para a provar, está à procura de sinais de doença. Se encontra esses sinais, a célula é ativada e lança um ataque de mísseis e mata a célula. Mas se a célula cancerosa possui uma densa floresta desse açúcar — o ácido siálico — começa a ter um gosto muito bom. Há uma proteína na célula imunitária que agarra no ácido siálico e, se essa proteína se mantém naquela sinapse entre a célula imunitária e a célula cancerosa, põe essa célula imunitária a dormir. Os ácidos siálicos estão a dizer à célula imunitária: "Esta célula está boa. Aqui não há nada para ver. "Desanda, procura outra." Por outras palavras, enquanto as nossas células tiverem uma espessa camada de ácido siálico, parecem fabulosas, não é? É espantoso! E se pudéssemos tirar essa camada e eliminar o açúcar? Bem, o nosso sistema imunitário pode ser capaz de ver essa célula cancerosa como ela realmente é: uma coisa que precisa de ser destruída.
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.
É isso que estamos a fazer no meu laboratório. Estamos a desenvolver novos medicamentos que são basicamente cortadores de relva da superfície celular, moléculas que vão até a superfície dessas células cancerosas e destroem esses ácidos siálicos, para que o sistema imune possa usar todo o seu potencial para eliminar as células cancerosas do nosso corpo.
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."
Então, para terminar, vou lembrar novamente: as nossas células estão revestidas por açúcares. Os açúcares estão a dizer às células, em volta dessa célula, se a célula é boa ou má. Isso é importante, porque o sistema imunitário precisa de deixar as células boas em paz. De contrário, teríamos doenças autoimunes. Mas, de vez em quanto, as células cancerosas têm a capacidade de expressar esses novos açúcares. Agora que entendemos como esses açúcares hipnotizam o sistema imunitário, podemos arranjar novos medicamentos que acordam as células imunitárias e lhes digam: "ignorem os açúcares, comam a célula "e tenham um delicioso lanche, de cancro".
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)