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.
Это выступление о сахаре и раке. Я заинтересовалась сахаром, когда училась в колледже. Но не этим сахаром. А тем, о котором рассказывали нам профессора биологии в контексте покрытия наших клеток. Возможно, вы не знаете, что ваши клетки покрыты сахаром. Я тоже об этом не знала, пока не прошла эти предметы в колледже. Но тогда — а это было где-то в восьмидесятые годы — люди мало что знали о том, почему наши клетки покрыты сахаром. Пересматривая свои конспекты, я обратила внимание на одну запись, что сахарное покрытие наших клеток похоже на оболочку арахиса М&М. Считалось, что сахар, покрывающий наши клетки, выполняет роль защитной оболочки, которая каким-то образом делает наши клетки сильнее или выносливее.
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.
Но сейчас, спустя десятилетия, мы знаем, что всё далеко не так просто и что сахарá на наших клетках на самом деле очень сложны. Если бы вы смогли уменьшиться до размеров миниатюрного самолётика и пролететь вдоль поверхности ваших клеток, то сахар выглядел бы примерно так — как географический ландшафт. Сложные сахарá — это деревья и кусты: плакучие ивы, которые покачиваются на ветру и движутся волнами в порыве ветра. Когда я начала думать обо всех этих сложных сахарах, покрывающих наши клетки, словно листва, это стало одной из интереснейших задач, с которыми я сталкивалась как биолог и как химик. Как правило, сегодня мы думаем об этих сахарах, которые населяют поверхность наших клеток, как о языке. В их сложной структуре содержится множество информации.
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.
Но что же они хотят нам рассказать? Могу сказать вам, что мы знаем некоторую информацию, которая идёт от этих сахаров, и уже это оказалось невероятно важным для мира медицины.
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.
Например, сахара сообщают нам о группе крови человека. Ваши красные кровяные тельца — эритроциты — покрыты сахарами, и химическая структура этих сахаров определяет группу крови. Например, у меня первая группа крови. У кого из присутствующих в зале тоже первая группа крови? Поднимите руки. Она распространённая, поэтому раз поднятых рук так мало, то вы либо меня не слушаете, либо не знаете свою группу крови, что в обоих случаях плохо.
(Laughter)
(Смех)
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.
Но если у вас тоже первая группа, это означает, что химическая структура на поверхности наших клеток крови состоит из трёх простых сахаров, которые образуют более сложный сахар. Это по определению и есть первая группа крови.
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.
А у кого вторая группа крови? Хорошо. Это означает, что в ваших клетках присутствует фермент, который добавляет ещё один строительный материал — вот этот красный сахар — для построения более сложной структуры. Как много людей с третьей группой крови? Довольно много. У вас тоже есть фермент, но немного другой, и ваша структура выстраивается по-другому. А люди с четвёртой группой крови имеют один фермент от матери, а другой фермент от отца, и обе эти структуры присутствуют в относительно равных пропорциях. И когда было сделано это открытие, ещё в прошлом веке, оно позволило изобрести одну из самых важных медицинских процедур в мире — конечно же, это переливание крови. Зная вашу группу крови, если вам нужно переливание, мы можем предоставить вам донора с точно такой же группой, чтобы в ваш организм не попали чужеродные сахара, которые ему не понравятся и будут им отторгнуты.
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?
Что ещё сахара на поверхности клеток пытаются рассказать нам? Возможно, они хотят сообщить нам о наличии рака. Так, несколько десятилетий назад при анализах раковой ткани стали обнаруживаться корреляции. Вот типичный сценарий: у пациента обнаруживают опухоль, и поражённую ткань удаляют во время процедуры биопсии, а затем отправляют в лабораторию патологической анатомии, где ткань будет проанализирована на предмет химических изменений, результат которых поможет онкологу определить курс лечения для пациента. В подобных исследованиях было обнаружено, что сахара менялись, когда здоровая клетка трансформировалась в поражённую. И эти корреляции наблюдались снова и снова. Но в этой области возник большой вопрос: почему? Почему у раковых клеток другие сахара? В чём важность этого? Почему это происходит и что мы можем сделать, если окажется, что это связанно с развитием болезни?
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.
И одно из изменений, которое мы исследуем, — повышение плотности сахара, называемого сиаловой кислотой. Я думаю, что этот сахар станет одним из самых важных сахаров нашего времени, поэтому я призываю всех вас познакомиться с этим словом. Сиаловая кислота — это не тот сахар, который мы едим. Это разные сахара. Сиаловая кислота была обнаружена на определённых уровнях во всех клетках организма. На самом деле на клетках его достаточно много. Но по какой-то причине раковые клетки, по крайней мере в постоянно прогрессирующем заболевании, обычно имеют больше сиаловой кислоты, чем нормальная, здоровая клетка. Почему же? Что это значит? Мы обнаружили связь этого явления с иммунной системой.
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.
Позвольте рассказать вам о важности иммунной системы при раке. Об этом, как мне кажется, сегодня часто говорят в новостях. Люди начинают знакомиться с термином «раковая иммунотерапия». Возможно, некоторые из вас знают тех, кому помогли эти новейшие способы лечения рака. Теперь мы знаем, что иммунные клетки — лейкоциты, циркулирующие по кровотоку, — каждый день защищают вас от неблагоприятных вещей, в том числе от рака. На этой картинке маленькие зелёные шарики — это иммунные клетки, а большая розовая клетка — это раковая клетка. Иммунные клетки циркулируют по организму и пробуют на вкус все другие клетки. Это их работа. Чаще всего клетки имеют хороший вкус.
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.
Но бывает, что какая-то клетка оказывается невкусной. Если повезёт, то это раковая клетка, и когда иммунные клетки чувствуют неприятный вкус, они наносят мощный удар и убивают вредоносные клетки. И мы знаем об этом. Мы также знаем, что если усилить функцию иммунных клеток, если стимулировать их откусывать больше от раковой клетки, вы получите более эффективную защиту от рака и, возможно, даже вылечите рак. Сегодня на рынке доступны лекарства, используемые для лечения больных раком, которые работают именно по этому принципу. Они активируют иммунную систему, делая её более энергичной при защите нас от рака.
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.
На самом деле одно из таких лекарств, возможно, спасло жизнь президенту Джимми Картеру. Если вы помните, у президента Картера была злокачественная меланома с метастазами в мозге, и такой диагноз обычно сопровождается цифрами вроде «осталось жить месяцы». Но его лечили одним из новых иммуностимулирующих лекарств, и сейчас его меланома, похоже, в состоянии ремиссии, что поразительно, учитывая положение дел всего несколько лет назад. Более того, это настолько поразительно, что некоторые делают провокационные заявления вроде: «Против рака найден свой пенициллин» благодаря этим новым иммунотерапевтическим препаратам. Я думаю, что невероятно смело говорить такое о болезни, с которой мы боремся уже очень давно и в основном проигрываем битву. Так что это очень воодушевляет.
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.
Как же всё это связано с сахарами? Сейчас я расскажу вам, что мы узнали. Когда иммунная клетка прижимается к раковой клетке, чтобы попробовать её, она ищет признаки болезни, и если она их находит, клетка активируется и запускает ракетный удар, убивающий раковую клетку. Но если раковая клетка покрыта плотным лесом из того сахара, сиаловой кислоты, на вкус она становится довольно приятной. На иммунных клетках есть белок, который захватывает сиаловую кислоту, и если этот белок застревает в синапсе между иммунной и раковой клетками, он усыпляет иммунную клетку. Сиаловые кислоты говорят иммунной клетке: «Эй, эта клетка в порядке. Здесь всё хорошо, двигайся дальше. Поищи где-нибудь ещё». Другими словами, пока клетки носят толстое пальто из сиаловой кислоты, они выглядят потрясающе, не правда ли? Это удивительно. А что, если мы сможем снять это пальто и убрать этот сахар? Тогда ваша иммунная система сможет увидеть истинную сущность раковой клетки: это враг, которого нужно уничтожить.
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.
Вот чем мы занимаемся в моей лаборатории. Мы разрабатываем новые лекарства, которые работают как газонокосилки на поверхности клеток — молекулы, которые опускаются к поверхности раковых клеток и отсекают сиаловые кислоты, чтобы иммунная система смогла достичь своего полного потенциала в устранении раковых клеток из организма.
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."
В заключение позвольте мне ещё раз напомнить вам: ваши клетки покрыты сахарами. Сахара сообщают соседним клеткам, хорошая это клетка или плохая. И это важно, ведь иммунная система должна оставлять хорошие клетки в покое. Иначе у нас были бы аутоиммунные заболевания. Но время от времени рак получает способность производить новые сахара. И сейчас, когда мы понимаем, как эти сахара гипнотизируют иммунную систему, мы можем разработать новые лекарства для пробуждения иммунных клеток, чтобы сказать им: «Игнорируйте сахара, ешьте клетку, угощайтесь раком».
Thank you.
Спасибо.
(Applause)
(Аплодисменты)