After decades of research and billions of dollars spent in clinical trials, we still have a problem with cancer drug delivery. We still give patients chemotherapy, which is so non-specific that even though it kills the cancer cells, it kind of kills the rest of your body, too. And yes, we have developed more selective drugs, but it's still a challenge to get them into the tumor, and they end up accumulating in the other organs as well or passing through your urine, which is a total waste. And fields like mine have emerged where we try to encapsulate these drugs to protect them as they travel through the body. But these modifications cause problems that we make more modifications to fix.
Dopo decenni di ricerche e miliardi di dollari spesi in sperimentazioni cliniche, la somministrazione dei farmaci per il cancro è ancora un problema. Usiamo ancora la chemioterapia, che è talmente generica che, mentre uccide le cellule cancerogene, uccide anche il resto del corpo. È vero, abbiamo sviluppato farmaci più selettivi, ma portarli all'interno del tumore è ancora una sfida, e finiscono per accumularsi anche in altri organi, o per arrivare alle vie urinarie, uno spreco assoluto. Sono nate discipline come la mia, per cercare di incapsulare questi farmaci e proteggerli nel loro viaggio attraverso il corpo. Queste modifiche causano però problemi risolti attraverso altre modifiche.
So what I'm really trying to say is we need a better drug delivery system. And I propose, rather than using solely human design, why not use nature's?
Abbiamo perciò bisogno di un migliore sistema di somministrazione dei farmaci. Ecco la mia proposta, invece di usare trattamenti creati interamente dall'uomo, perché non usare la natura?
Immune cells are these versatile vehicles that travel throughout our body, patrolling for signs of disease and arriving at a wound mere minutes after injury. So I ask you guys: If immune cells are already traveling to places of injury or disease in our bodies, why not add an extra passenger? Why not use immune cells to deliver drugs to cure some of our biggest problems in disease?
Le cellule immunitarie, veicoli versatili che viaggiano all'interno del corpo, perlustrando le tracce di malattia e arrivando a una lesione pochi minuti dopo l'infortunio. Vorrei chiedervi: se le cellule immunitarie sono già in viaggio verso le ferite o le malattie dentro il nostro corpo, perché non aggiungere un passeggero extra? Perché non usare queste cellule per somministrare farmaci che curano alcuni dei più grandi problemi nelle malattie?
I am a biomedical engineer, and I want to tell you guys a story about how I use immune cells to target one of the largest problems in cancer. Did you know that over 90 percent of cancer deaths can be attributed to its spread? So if we can stop these cancer cells from going from the primary tumor to a distant site, we can stop cancer right in its tracks and give people more of their lives back.
Sono un ingegnere biomedico, e voglio raccontarvi una storia su come uso le cellule immunitarie per affrontare uno dei più grossi problemi che riguardano il cancro. Sapevate che più del 90 per cento delle morti per cancro sono dovute alla sua diffusione? Se riusciamo a fermare le cellule cancerogene nella propagazione dal tumore primario a un'altra parte del corpo, possiamo fermare l'iter tipico del cancro e salvare molte più vite umane.
To do this special mission, we decided to deliver a nanoparticle made of lipids, which are the same materials that compose your cell membrane. And we've added two special molecules. One is called e-selectin, which acts as a glue that binds the nanoparticle to the immune cell. And the second one is called trail. Trail is a therapeutic drug that kills cancer cells but not normal cells. Now, when you put both of these together, you have a mean killing machine on wheels.
Per realizzare questa impresa, abbiamo deciso di trasportare una nanoparticella fatta di lipidi, gli stessi materiali che formano la membrana cellulare. Abbiamo aggiunto due molecole speciali. La prima è chiamata e-selectin, e funziona da colla che lega la nanoparticella alla cellula immunitaria. La seconda è chiamata trail. È un farmaco terapeutico che uccide le cellule cancerogene ma non attacca quelle sane. Queste due molecole, se combinate insieme, creano una spietata macchina assassina mobile.
To test this, we ran an experiment in a mouse. So what we did was we injected the nanoparticles, and they bound almost immediately to the immune cells in the bloodstream. And then we injected the cancer cells to mimic a process through which cancer cells spread throughout our bodies. And we found something very exciting. We found that in our treated group, over 75 percent of the cancer cells we initially injected were dead or dying, in comparison to only around 25 percent. So just imagine: these fewer amount of cells were available to actually be able to spread to a different part of the body. And this is only after two hours of treatment.
Lo abbiamo sperimentato su un topo. Abbiamo iniettato le nanoparticelle, che si sono legate quasi immediatamente alla cellule immuni nel flusso sanguigno. Poi abbiamo iniettato le cellule cancerogene e simulato un processo per cui esse si diffondono in tutto il corpo. Abbiamo scoperto qualcosa di entusiasmante. Nel gruppo sottoposto al trattamento, più del 75% delle cellule cancerogene iniettate erano morte o morenti, paragonato a circa il 25 per cento. Immaginate: solo questo piccolo numero di cellule era idoneo e effettivamente capace di raggiungere un'altra parte del corpo. E questo dopo solo due ore di trattamento.
Our results were amazing, and we had some pretty interesting press. My favorite title was actually, "Sticky balls may stop the spread of cancer."
I nostri risultati erano incredibili; sono usciti anche degli articoli interessanti. Il mio titolo preferito era: "Sfere appiccicose per fermare l'avanzata del cancro."
(Laughter)
(Risate)
I can't tell you just how smug my male colleagues were, knowing that their sticky balls might one day cure cancer.
Non posso dirvi quanto erano orgogliosi i miei colleghi maschi, un giorno le loro sfere appiccicose avrebbero potuto curare il cancro.
(Laughter)
(Risate)
But I can tell you they made some pretty, pretty, exciting, pretty ballsy t-shirts.
Posso dirvi però che hanno fatto stampare delle magliette molto carine, molto sferiche.
This was also my first experience talking to patients where they asked how soon our therapy would be available. And I keep these stories with me to remind me of the importance of the science, the scientists and the patients.
È stata anche la prima volta che ho parlato con dei pazienti che chiedevano quando la terapia sarebbe stata disponibile. Tengo strette queste esperienze per ricordare l'importanza della scienza, dei ricercatori e dei pazienti.
Now, our fast-acting results were pretty interesting, but we still had one lingering question: Can our sticky balls, our particles actually attached to the immune cells, actually stop the spread of cancer? So we went to our animal model, and we found three important parts. Our primary tumors were smaller in our treated animals, there were fewer cells in circulation, and there was little to no tumor burden in the distant organs.
I nostri risultati ad azione rapida erano interessanti, ma avevamo ancora un problema persistente: le nostre sfere appiccicose, le nostre molecole attaccate alle cellule immunitarie, possono davvero fermare il cancro? Tornati ad analizzare le nostre cavie, abbiamo scoperto tre cose importanti. Negli animali trattati, i tumori primari erano più piccoli, c'erano meno cellule in circolazione, e un aggravio tumorale nullo o quasi nullo in organi distanti.
Now, this wasn't just a victory for us and our sticky balls. This was also a victory to me in drug delivery, and it represents a paradigm shift, a revolution -- to go from just using drugs, just injecting them and hoping they go to the right places in the body, to using immune cells as special delivery drivers in your body. For this example, we used two molecules, e-selectin and trail, but really, the possibility of drugs you can use are endless.
Questa vittoria non è stata solo nostra e delle nostre sfere appiccicose. Per quanto mi riguarda, è una vittoria per la somministrazione dei farmaci, e rappresenta un cambio di paradigma, una rivoluzione -- dal semplice uso di farmaci per iniezione, con la speranza che arrivino nel punto giusto, all'uso di cellule immunitarie come veicoli speciali di trasporto nel corpo. In questo modello, abbiamo usato due molecole, e-selectin e trail, ma in realtà le possibilità di farmaci utilizzabili è infinita.
And I talked about cancer, but where disease goes, so do immune cells. So this could be used for any disease. Imagine using immune cells to deliver crucial wound-healing agents after a spinal cord injury, or using immune cells to deliver drugs past the blood-brain barrier to treat Parkinson's or Alzheimer's disease.
Ho parlato di cancro, ma le cellule immuni arrivano dove c'è una malattia. Quindi il modello è efficace per qualsiasi patologia. Immaginate di usare cellule immuni per trasportare farmaci cruciali a sanare il midollo spinale dopo un infortunio, o per trasportare medicine attraverso la barriera emato-encefalica per curare il morbo di Parkinson o l'Alzheimer.
These are the ideas that excite me about science the most. And from where I stand, I see so much promise and opportunity.
Questi sono le idee che più mi affascinano nella scienza. E, dal mio punto di vista privilegiato, vedo tanta speranza e opportunità.
Thank you.
Grazie.
(Applause)
(Applausi)