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.
Mitt tal handlar om socker och cancer. Jag blev intresserad av socker när jag gick i college. Inte det här sockret. Utan sockret som våra biologiprofessorer lärde oss om som beläggning på våra celler. Kanske visste ni inte att era celler är täckta med socker. Det visste inte jag heller, tills jag tog dessa kurser på college, men på den tiden - och detta var på, låt oss bara kalla det 1980-talet - folk visste inte mycket om varför kroppens celler är belagda med socker. När jag grävde i mina anteckningar, märkte jag att jag hade skrivit ner att sockerlagret på våra celler är som sockerbeläggningen på en M&M-jordnöt. Och folk trodde att sockerbeläggningen på våra celler var som en skyddande hinna som på något sätt gjorde våra celler starkare eller hårdare.
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 vi vet idag, många årtionden senare, att det är mycket mer komplicerat än så, och att sockerarterna på våra celler är faktiskt väldigt komplexa. Om man kunde krympa sig till ett litet miniatyrflygplan och flyga utmed cellytorna, skulle det kanske se ut så här - med geografiska egenskaper. Och de komplexa sockerarterna är dessa träd och buskar, tårpilen som svajar i vinden och rör sig med vågorna. När jag började tänka på alla dessa komplexa sockerarter som ser ut som det här lövverket på våra celler, blev det ett av de mest intressanta problem som jag stött på som biolog, och även som kemist. Och nu tenderar vi att tänka på sockerarterna som befolkar våra cellytor som ett slags språk. De har en hel del information lagrad i sina komplexa strukturer.
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 vad är det de försöker tala om för oss? Jag kan berätta att vi vet en del av informationen som kommer från dessa sockerarter och det har redan visat sig att vara oerhört viktigt inom medicinen.
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.
Till exempel, en sak som kroppens sockerarter talar om för oss är din blodgrupp. Dina blodceller, röda blodkroppar är täckta av sockerarter, och den kemiska strukturen hos dessa sockerarter bestämmer din blodgrupp. Jag vet till exempel att jag har blodgrupp O. Hur många här har blodgrupp O? Räck upp handen. Den är rätt så vanlig. Med så få händer i luften är ni antingen inte uppmärksamma eller känner inte till er blodgrupp, och det är lika dåligt.
(Laughter)
(Skratt)
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 för de som har blodgrupp O som jag, betyder detta att vi har denna kemiska struktur på ytan av våra blodkroppars: tre enkla sockerarter kopplas ihop och bildar ett mer komplext socker. Och det är per definition blodgrupp 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.
Så, hur många här har blodgrupp A? Här. Det betyder att det finns ett enzym i dina celler som lägger till ytterligare en byggsten, den röda sockerarten, som gör strukturen ännu mer komplex. Och hur många har blodgrupp B? Ganska många. Ni har ett något annorlunda enzym än A-gruppen som bygger en något annorlunda struktur, och de av er som har blodgrupp AB har ärvt det enzymet från mamma, och det andra enzymet från pappa, och bildar båda strukturerna i ungefär lika stora mängder. När detta upptäcktes, någon gång under förra seklet, möjliggjorde det en av de viktigaste medicinska behandlingarna i världen, som givetvis är blodtransfusionen. Genom att känna till blodgruppen kan vi säkerställa, vid behov av en transfusion, att även givaren har samma blodgrupp, så att mottagarens kropp inte stöter på främmande sockerarter, som den inte känner igen och säkerligen avvisar.
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?
Vad mer vill sockerarterna på cellytan berätta för oss? De kan kanske tala om att man har cancer. För några årtionden sedan, började vi se samband vid analyser av tumörvävnad. Det typiska scenariot är att man upptäckte en tumör hos patienten, vävnaden avlägsnades vid en biopsi och skickades sedan till ett patologlab, där vävnaden analyserades för att upptäcka kemiska förändringar som gav onkologen information om den bästa behandlingsplanen. Och det vi upptäckte i sådana studier var att sockerarterna ändras när cellen övergår från att vara frisk cell till sjuk cell. Sådana samband har setts om och om och om igen. Men en viktig fråga på detta område har varit: Varför? Varför bär cancerceller andra sockerarter? Vad innebär det? Varför händer det och vad kan man göra om det visar sig vara relaterat till sjukdomsprocessen?
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 typ av förändringar som vi studerar är en ökning i densiteten av ett visst socker som kallas sialinsyra. Jag tror att det här kommer att bli en av de viktigaste sockerarterna i vår tid, så jag vill uppmuntra alla att bekanta sig med ordet. Sialinsyra är inte den typ av socker som vi äter. Det är en annan typ av socker. Det här är en sorts socker som faktiskt förekommer i viss mängd på alla celler i kroppen. Det är faktiskt rätt vanligt på cellytorna. Men av någon anledning, kan cancerceller, åtminstone i avancerat sjukdomstillstånd, uppvisa större mängder av sialinsyra jämfört med en normal frisk cell. Varför? Vad betyder det? Det vi har lärt oss är att det måste ha med immunförsvaret att göra.
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.
Låt mig berätta lite om vikten av vårt immunförsvar när det gäller cancer. Och det här tror jag att vi hör ofta i nyheterna idag. Vi börjar allt mer bli bekanta med termen "immunterapi mot cancer." Några av er kanske känner till människor som drar nytta av dessa nya sätt att behandla cancer. Det vi vet idag är att våra immunceller, vita blodkroppar som rör sig i blodcirkulationen, dagligen skyddar oss från saker som har gått snett, inklusive cancer. I den här bilden, föreställer de små gröna bollarna immuncellerna, och den stora rosa är en cancercell. Dessa immunceller vandrar runt och smakar på alla celler i kroppen. Det är deras jobb. Och för det mesta smakar cellerna OK.
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 lite då och då, kan en cell smaka illa. Förhoppningsvis är den en cancercell, och när immunkropparna känner den dåliga smaken, inleds ett angrepp som dödar de cellerna. Detta vet vi. Vi vet också att om vi kan förstärka den provsmakningen, och få immuncellerna att ta en större tugga av en cancercell, då blir du bättre på att skydda dig från cancer varje dag och kan kanske också bota cancer. Nu finns ett par läkemedel ute på marknaden som används vid behandling av cancerpatienter och som fungerar precis på detta vis. De aktiverar immunförsvaret så att det blir mer kraftfullt i att skydda kroppen mot 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.
Ett av dessa läkemedel kan mycket väl ha räddat president Jimmy Carters liv. Minns ni att president Carter led av malignt melanom, som hade spridit sig till hjärnan och en sådan diagnos åtföljs oftast av siffror som "månader kvar att leva." Men han blev behandlad med ett av dessa nya immunstimulerande läkemedel, och nu verkar hans melanom vara på bättringsvägen, vilket är strålande, med tanke på situationen för bara några år sedan. Det är faktiskt så anmärkningsvärt att det förekommer kommentarer som den här: "Cancer står inför ett penicillingenombrott" säger vissa, om de här nya immunterapiläkemedlen. Det är ett vågat påstående om en sjukdom som vi länge har kämpat emot, en kamp vi för det mesta har förlorat. Så det här är mycket spännande.
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.
Men vad har det med sockerarter att göra? Jag ska berätta för er vad vi har lärt oss. När en immuncell gosar med en cancercell för att smaka på den, letar den efter tecken på sjukdom, och om den hittar sådana tecken aktiveras cellen och inleder en missilattack som dödar cellen. Men om cancercellen har en tjockt lager av sockerarten sialinsyra runt sig, ja, då smakar den ganska gott. Det finns ett protein på immuncellens yta som fångar upp sialinsyran, och om detta protein hamnar i synapsen mellan immuncellen och cancercellen bedövar det immuncellen. Sialinsyran säger till immuncellen: "Den här cellen är ofarlig, det finns inget att hitta här, gå vidare. Leta någon annanstans" Med andra ord, så länge kroppens celler är utrustade med en kappa av sialinsyra, ser de helt fantastiska ut, eller hur? Det är fantastiskt. Och vad händer om man avlägsnar kappan och tar bort sockret? Då kan immunförsvaret kanske se cancercellen för vad den egentligen är: något som ska förstöras.
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.
Och det är just det vi gör på mitt labb. Vi utvecklar nya läkemedel som i princip är ett slags gräsklippare för cellytor - molekyler som tar sig långt ner till cancercellens yta och klipper bort dess sialinsyra, så att immunförsvaret kan nå sin fulla potential och eliminera cancercellerna i kroppen.
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."
Som avslutning, låt mig bara påminna er igen: våra celler är täckta av sockerarter. Sockerarterna talar om för de omgivande cellerna om cellen är god eller ond. Och detta är viktigt, eftersom kroppens immunförsvar lämnar de goda cellerna ifred. Annars skulle vi drabbas av autoimmuna sjukdomar. Men då och då får cancern förmågan att uppvisa de nya sockerarterna. Och nu när vi förstår hur dessa sockerarter trollbinder immunförsvaret, kan vi utveckla nya mediciner som får immuncellerna att vakna upp och säger till dem, "strunta i sockret, gå på cellen istället och mumsa i dig gott på bekostnad av cancern".
Thank you.
Tack.
(Applause)
(Applåder)