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.
Đây là bài diễn thuyết về đường và ung thư. Tôi muốn tìm hiểu về đường khi tôi lên đại học. Không phải loại đường này. Nó là loại đường mà giáo sư sinh vật học dạy chúng ta trong lớp vỏ tế bào. Có thể bạn không biết tế bào được phủ đường. Và tôi cũng không biết điều đó, cho đến khi tôi chọn môn học này ở đại học. nhưng mà khi đó, lúc đó là vào khoảng những năm 1980s, người ta không biết nhiều về lý do tế bào được phủ đường. Khi tôi tìm trong sổ ghi chép, tôi nhận ra tôi đã viết rằng lớp phủ đường của các tế bào giống như lớp đường phủ trên đậu phộng M&M. Chúng ta nghĩ rằng lớp phủ đường trên các tế bào như là một lớp bảo vệ mà bằng cách nào đó làm các tế bào mạnh mẽ hơn.
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.
Nhưng chúng ta biết, vào nhiều thập niên sau đó quá trình đó phức tạp hơn nhưng gì đã biết, đường phủ trên những tế bào thật sự rất phức tạp. Nếu bạn có thể biến mình thành một chiếc máy bay thu nhỏ và bay theo bề mặt của các tế bào, nó có thể giống như thế này kèm theo những đặc điểm địa lý. sự phức tạp của lớp vỏ đường như là những cây cối và bụi rậm những cây liễu đung đưa trong gió và bay phất phơ. Khi tôi nghĩ về sự phức tạp của lớp vỏ đường như những mảng trên tế bào, chúng trở thành những rắc rối thú vị mà tôi gặp phải với cương vị là một nhà sinh vật học và nhà hóa học Chúng ta thường nghĩ rằng đường đang cư trú trên bề mặt tế bào như là một loại ngôn ngữ Chúng mang theo nhiều thông tin dự trữ trong cấu tạo phức tạp của chúng
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.
Nhưng chúng đang muốn truyền tải điều gì cho chúng ta? Tôi có thể nói rằng chúng ta biết một số thông tin đến từ những lớp đường này, và những thông tin này thật ra rất quan trọng trong thế giới y học.
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.
Ví dụ, một thứ mà lớp đường cho chúng ta biết đó là nhóm máu của chúng ta. Những tế bào máu, tế bào hồng cầu được phủ bởi lớp đường và những cấu tạo hóa học của những lớp đường quyết định nhóm máu. Lại lấy ví dụ, tôi thuộc nhóm máu O. Bao nhiêu trong số các bạn thuộc nhóm máu O? Hãy giơ tay lên. Đó là một nhóm phổ biến, Khi có ít người giơ tay, thì hoặc là bạn không chú ý nghe hoặc không biết nhóm của mình, cả hai điều đều không tốt.
(Laughter)
(Cười)
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.
Những bạn cùng thuộc nhóm máu O như tôi, điều đó có nghĩa là chúng ta có cấu trúc hóa học trên bề mặt của những tế bào máu Ba phân tử đường đơn kết hợp để tạo thành một phức hợp đường. và theo định nghĩa, nó là nhóm máu 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.
Có bao nhiêu người thuộc nhóm máu A? Ở đây. Điều đó có nghĩa bạn có một loại enzyme trong tế bào có thêm một cấu trúc, đường đỏ, để dựng nên một cấu trúc phức tạp hơn Có bao nhiêu bạn thuộc nhóm máu B? Có một vài bạn. Bạn có loại enzyme hơi khác người thuộc nhóm A một chút, bạn có một cấu trúc hơi khác, và những bạn thuộc nhóm AB thừa hưởng enzyme từ mẹ, và enzyme từ cha, bạn có cấu trúc của cả hai với tỉ lệ bằng nhau. và khi điều đó được phát hiện, từ thế kỷ trước, nó cho phép một trong những thủ thuật quan trọng nhất trong y học thế giới dĩ nhiên đó là việc truyền máu. bởi biết được nhóm máu của bạn chúng ta có thể khẳng định, nếu bạn cần truyền máu, người hiến tặng có cùng một nhóm máu, để cơ thể bạn không phát hiện phân tử đường ngoại lai, nó không thể dung hợp, và sẽ bị đào thải
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?
Còn điều gì mà các lớp đường trên bề mặt tế bào muốn truyền tải? Lớp vỏ đường có thể cho bạn biết bạn bị ung thư. Một vài thập kỉ trước, mối tương quan xuất hiện từ sự phân tích mô khối u. Tình huống phổ biến là bệnh nhân có những khối u được phát hiện, mô khối u sẽ được loại bỏ bằng thủ thuật sinh thiết sau đó sẽ được gửi đến phòng thí nghiệm bệnh lý nơi mà các tế bào sẽ được phân tích để tìm kiếm sự biến đổi hóa học để các bác sĩ ung bướu biết cách điều trị tốt nhất. Những nghiên cứu đã chỉ ra rằng những phân tử đường có thay đổi khi tế bào biến đổi từ khỏe mạnh đến khi phát bệnh. Mối tương quan vẫn được tiếp tục phát hiện. Nhưng câu hỏi lớn được đặt ra trong ngành là: Tại sao? Tại sao ung thư có loại đường khác nhau? Sự quan trọng của sự khác nhau đó là gì? Tại sao nó lại xảy ra, và chúng ta có thể làm gì nếu nó có liên quan đến quá trình phát bệnh?
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.
Một trong những thay đổi mà chúng tôi nghiên cứu là sự tăng trưởng về mật độ của một loại đường tên là axit sialic. Tôi nghĩ nó sẽ là một trong những loại đường quan trọng nhất của thời chúng ta, nên tôi sẽ khuyến khích mọi người làm quen với thuật ngữ này. Axit sialic không phải là loại đường mà chúng ta ăn. Chúng là một loại khác. Nó là loại đường mà được tìm thấy ở một lớp nhất định trong tất cả các tế bào trong cơ thể bạn. Nó khá phổ biến trong các tế bào. Nhưng bởi vì một số lí do, tế bào ung thư, ít nhất là loại bệnh có sự tiến triển, thường có nhiều axit sialic hơn những tế bào thường và khỏe mạnh thường có. Tại sao lại như thế? Điều đó có nghĩa gì? Điều mà chúng ta học được là nó có liên quan đến hệ thống miễn dịch.
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.
Để tôi nói bạn nghe một chút về tầm quan trọng của hệ miễn dịch trong ung thư. Và điều đó xuất hiện khá nhiều trên tin tức ngày nay. Con người đang trở nên quen thuộc với cụm từ "Liệu pháp miễn dịch ung thư." Một số bạn có thể có người quen được lợi từ những phương pháp trị liệu ung thư mới. Điều mà chúng ta biết là những tế bào miễn dịch, đó là những tế bào bạch cầu trong máu của bạn, bảo vệ bạn hàng ngày từ những thứ độc hại - bao gồm cả ung thư. Trong bức hình này, những hình cầu màu xanh là những tế bào miễn dịch, và tế bào lớn màu hồng là tế bào ung thư. những tế bào miễn dịch di chuyển và và tiếp xúc các tế bào trong cơ thể bạn. Đó là công việc của chúng. Các tế bào hầu hết đều bình thường.
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.
Nhưng lâu lâu, sẽ có một tế bào xấu. Hi vọng đó là tế bào ung thư, khi tế bào miễn dịch nhận diện được tế bào xấu, Nó bắt đầu tấn công để tiêu diệt những tế bào đó Chúng ta biết điều đó. Chúng ta cũng biết nếu bạn có thể tăng cường khả năng nhận diện nếu bạn có thể kích thích tế bào miễn dịch tiêu diệt một phần lớn tế bào ung thư, bạn sẽ có thể bảo vệ chính bản thân khỏi ung thư mỗi ngày và có thể thật sự chữa khỏi ung thư. Bây giờ có một số loại thuốc ở ngoài thị trường được sử dụng cho bệnh nhân ung thư mà tiến hành theo quá trình này. Chúng khởi động hệ thống miễn dịch để hệ thống miễn dịch trở nên mạnh mẽ hơn để bảo vệ chúng ta khỏi ung thư.
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.
Sự thật là, một trong những loại thuốc đã cứu sống tổng thống Jimmy Carter. Bạn có nhớ, tổng thống Carter có khối u ác tính đã di căn đến não, và chẩn đoán thường đi cùng các con số ví dụ như "số tháng để sống." Nhưng ông ấy đã được chữa trị bằng loại thuốc kích thích miễn dịch mới, và bây giờ khối u của ông ấy có dấu hiệu thuyên giảm, Đó là một điều đáng chú ý cân nhắc đến việc chỉ một vài năm về trước. Thật sự thì, nó rất là đáng nhớ để lời tuyên bố khiêu khích thế này: "Thời khắc penicillin của ung thư," mọi người đều nói vậy, với thuốc kích thích hệ miễn dịch. Tôi nghĩ đó là một lời nói mạnh dạn về một căn bệnh mà chúng ta đã chiến đấu trong thời gian dài và gần như đã thua trong cuộc chiến này Cho nên điều này rất là thú vị
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.
Điều đó thì có liên quan gì đến đường? Tôi sẽ nói với bạn điều chúng tôi học được. Khi mà hệ thống miễn dịch co mình tiếp xúc để chống lại tế bào ung thư Nó tìm kiếm dấu hiệu bệnh tật, và nếu nó tìm thấy những dấu hiệu đó, tế bào được kích hoạt để tiêu diệt các tế bào ung thư. Nếu tế bào ưng thư có mật độ dày đặc của loại đường như axit sialic, nó sẽ có vị tốt. Có một loại protein bám lấy axit sialic trên tế bào miễn dịch và nếu protein đó được giữ tại synap giữa tế bào miễn dịch và tế bào ung thư, nó đưa hệ miễn dịch vào trạng thái ngủ. Axit sialic truyền tải đến tế bào miễn dịch, "Tế bào này bình thường, không có gì ở đây, hãy di chuyển. Tìm kiếm ở nơi khác." Nói một cách khác, miễn là các tế bào được phủ bởi một lớp axit sialic dày, nó nhìn thật tuyệt vời, có phải không? Nó thật tuyệt vời. Và nếu bạn lấy bỏ lớp vỏ bọc đó và lấy đi lớp đường? Hệ thống miễn dịch có thể thấy được tế bào ung thư như một thứ gì đó cần phải bị tiêu diệt.
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.
Đó là điều tôi đang làm ở phòng thí nghiệm Chúng tôi đang nghiên cứu những loại thuốc mới về cơ bản là nó loại bỏ những thứ trên bề mặt tế bào những phân tử có thể đi sâu vào bề mặt của những tế bào ung thư và loại bỏ axit sialic, để hệ thống miễn dịch có thể hoạt động với công suất tối đa trong việc loại bỏ tế bào ung thư trong cơ thể.
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."
Để kết luận, hãy để tôi nhắc bạn một lần nữa: Các tế bào của bạn được phủ một lớp đường. Đường cho các tế bào gần đó biết rằng tế bào này là tốt hay xấu. và điều đó là quan trọng bởi vì hệ thống miễn dịch cần tránh các tế bào khỏe mạnh. Nếu không, chúng ta sẽ bị bệnh tự miễn dịch. Nhưng lâu lâu, ung thư có khả năng gắn thêm loại đường mới. Và giờ chúng ta đã hiểu cách các loại đường này đánh lừa hệ thống miễn dịch. Chúng ta có thể điều chế loại thuốc mới để thức tỉnh những tế bào miễn dịch, nói với chúng rằng, "Đừng để ý đường, loại bỏ các tế bào này và hãy có món tráng miệng thật ngon, bằng tế bào ung thư."
Thank you.
Cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)