Cancer. Many of us have lost family, friends or loved ones to this horrible disease. I know there are some of you in the audience who are cancer survivors, or who are fighting cancer at this moment. My heart goes out to you. While this word often conjures up emotions of sadness and anger and fear, I bring you good news from the front lines of cancer research. The fact is, we are starting to win the war on cancer. In fact, we lie at the intersection of the three of the most exciting developments within cancer research.
Cancro. Molti di noi hanno perso familiari, amici o persone care per questa terribile malattia. So che alcuni di voi nel pubblico hanno sconfitto il cancro, o lo stanno combattendo. Il mio pensiero va a tutti voi. Nonostante questa parola susciti spesso emozioni quali tristezza, rabbia e paura, vi porto buone notizie dal fronte della ricerca sul cancro. Iniziamo a vedere le prime vittorie nella lotta contro il cancro. Infatti, ci troviamo al crocevia di tre progressi tra i più entusiasmanti nell'ambito della ricerca sul cancro.
The first is cancer genomics. The genome is a composition of all the genetic information encoded by DNA in an organism. In cancers, changes in the DNA called mutations are what drive these cancers to go out of control. Around 10 years ago, I was part of the team at Johns Hopkins that first mapped the mutations of cancers. We did this first for colorectal, breast, pancreatic and brain cancers. And since then, there have been over 90 projects in 70 countries all over the world, working to understand the genetic basis of these diseases. Today, tens of thousands of cancers are understood down to exquisite molecular detail.
Il primo è la genomica dei tumori. Il genoma è l'insieme di tutta l'informazione genetica codificata dal DNA di un organismo. Nel cancro, le variazioni nel DNA, chiamate mutazioni, sono responsabili della crescita incontrollata del cancro. Circa 10 anni fa, ero parte del team di Johns Hopkins che per primo mappò le mutazioni del cancro. Iniziammo con i tipi di cancro che colpiscono colon rettale, seno, pancreas e cervello. Da allora, ci sono stati più di 90 progetti in 70 paesi in tutto il mondo, con lo scopo di scoprire le radici genetiche di queste patologie. Oggi conosciamo decine di migliaia di tipi di cancro fin nei minimi dettagli molecolari.
The second revolution is precision medicine, also known as "personalized medicine." Instead of one-size-fits-all methods to be able to treat cancers, there is a whole new class of drugs that are able to target cancers based on their unique genetic profile. Today, there are a host of these tailor-made drugs, called targeted therapies, available to physicians even today to be able to personalize their therapy for their patients, and many others are in development.
La seconda rivoluzione: la medicina di precisione conosciuta anche come "medicina personalizzata." Invece di metodi uguali per tutti nel trattamento del cancro, esiste un nuovo gruppo di medicinali in grado di contrastare il cancro, basati sull'unicità del loro profilo genetico. Questi farmaci su misura sono ormai numerosi e definiti terapie mirate, disponibili attualmente ai medici per poter personalizzare la terapia per i pazienti, e molti altri sono in fase di sviluppo.
The third exciting revolution is immunotherapy, and this is really exciting. Scientists have been able to leverage the immune system in the fight against cancer. For example, there have been ways where we find the off switches of cancer, and new drugs have been able to turn the immune system back on, to be able to fight cancer. In addition, there are ways where you can take away immune cells from the body, train them, engineer them and put them back into the body to fight cancer. Almost sounds like science fiction, doesn't it?
La terza entusiasmante rivoluzione è l'immunoterapia, decisamente emozionante. Gli scienziati si servono del sistema immunitario nella lotta contro il cancro. Ad esempio, in alcuni casi siamo riusciti a disattivare il cancro e nuovi farmaci hanno permesso di riattivare il sistema immunitario in modo da combattere il cancro. Ci sono inoltre metodi per rimuovere le cellule immunitarie dal corpo, allenarle, progettarle e reinserirle nell'organismo, per combattere il cancro. Sembra quasi fantascienza, non vi pare?
While I was a researcher at the National Cancer Institute, I had the privilege of working with some of the pioneers of this field and watched the development firsthand. It's been pretty amazing. Today, over 600 clinical trials are open, actively recruiting patients to explore all aspects in immunotherapy.
Quando ero ricercatore al National Cancer Institute, ebbi il privilegio di lavorare con alcuni tra i pionieri del campo e osservai da vicino gli sviluppi. Fu davvero straordinario. Oltre 600 sperimentazioni cliniche sono in corso e reclutano pazienti, per esplorare tutti gli aspetti dell'immunoterapia.
While these three exciting revolutions are ongoing, unfortunately, this is only the beginning, and there are still many, many challenges. Let me illustrate with a patient. Here is a patient with a skin cancer called melanoma. It's horrible; the cancer has gone everywhere. However, scientists were able to map the mutations of this cancer and give a specific treatment that targets one of the mutations. And the result is almost miraculous. Tumors almost seem to melt away. Unfortunately, this is not the end of the story. A few months later, this picture is taken. The tumor has come back. The question is: Why? The answer is tumor heterogeneity. Let me explain.
Sebbene queste tre emozionanti rivoluzioni siano in corso, purtroppo, questo è solo l'inizio e ci sono ancora molte sfide. Vi spiego, mostrandovi un paziente. Ecco un paziente con un cancro alla pelle, il melanoma. È terribile; il cancro si è propagato ovunque. Tuttavia, gli scienziati sono riusciti a mappare le mutazioni di questo cancro e fornire un trattamento specifico, mirato per una delle mutazioni. Il risultato ha quasi del miracoloso. Il tumore sembra essersi dissolto. Purtroppo, la nostra storia non finisce qui. Questa foto fu scattata pochi mesi dopo. Il tumore è tornato. La domanda è: perché? La risposta è l'eterogeneità del tumore. Mi spiegherò meglio.
Even a cancer as small as one centimeter in diameter harbors over a hundred million different cells. While genetically similar, there are small differences in these different cancers that make them differently prone to different drugs. So even if you have a drug that's highly effective, that kills almost all the cells, there is a chance that there's a small population that's resistant to the drug. This ultimately is the population that comes back, and takes over the patient.
Persino un cancro estremamente piccolo dal diametro di un centimetro può nascondere oltre centro milioni di cellule diverse. Pur geneticamente simili, esistono piccole differenze tra questi diversi tumori che li rendono diversamente reattivi a farmaci diversi. Quindi pur avendo un medicinale decisamente efficace che uccide quasi tutte le cellule, c'è la possibilità che esista una piccola popolazione resistente al farmaco. Questa è, in fin dei conti, la popolazione che ritorna e invade il paziente.
So then the question is: What do we do with this information? Well, the key, then, is to apply all these exciting advancements in cancer therapy earlier, as soon as we can, before these resistance clones emerge. The key to cancer and curing cancer is early detection. And we intuitively know this. Finding cancer early results in better outcomes, and the numbers show this as well. For example, in ovarian cancer, if you detect cancer in stage four, only 17 percent of the women survive at five years. However, if you are able to detect this cancer as early as stage one, over 92 percent of women will survive. But the sad fact is, only 15 percent of women are detected at stage one, whereas the vast majority, 70 percent, are detected in stages three and four.
Perciò la domanda è: a cosa ci serve sapere tutto questo? A questo punto la chiave è applicare queste scoperte entusiasmanti alla terapia oncologica, il più presto possibile prima della comparsa di questi cloni resistenti. La chiave per la cura del cancro è la diagnosi precoce. E intuitivamente lo sappiamo. Diagnosticare precocemente il cancro porta a esiti più positivi, anche i numeri lo dimostrano. Ad esempio, nel cancro alle ovaie, se diagnosticato al quarto stadio solo il 17 per cento delle donne sopravvive il quinto anno. Tuttavia, se si riesce a diagnosticarlo al primo stadio, più del 92 per cento delle donne sopravvive. Purtroppo, solo il 15 per cento dei casi viene diagnosticato al primo stadio, mentre nella maggioranza, il 70 per cento, la diagnosi è al terzo e quarto stadio.
We desperately need better detection mechanisms for cancers. The current best ways to screen cancer fall into one of three categories. First is medical procedures, which is like colonoscopy for colon cancer. Second is protein biomarkers, like PSA for prostate cancer. Or third, imaging techniques, such as mammography for breast cancer. Medical procedures are the gold standard; however, they are highly invasive and require a large infrastructure to implement. Protein markers, while effective in some populations, are not very specific in some circumstances, resulting in high numbers of false positives, which then results in unnecessary work-ups and unnecessary procedures. Imaging methods, while useful in some populations, expose patients to harmful radiation. In addition, it is not applicable to all patients. For example, mammography has problems in women with dense breasts.
Abbiamo disperatamente bisogno di migliori meccanismi di diagnosi. I metodi migliori di diagnosi del cancro si dividono attualmente in tre categorie. Dapprima, ci sono le procedure mediche, come, ad esempio, la colonscopia per il cancro al colon. Ci sono poi i marcatori biologici proteici come il PSA per il cancro alla prostata. Infine, la diagnostica per immagini, come la mammografia per il cancro al seno. Le procedure mediche sono lo standard; tuttavia, sono notevolmente invasive e richiedono l'utilizzo di notevoli infrastrutture. I marcatori proteici, benché efficaci in alcuni casi, non sono molto specifici in determinate circostanze e possono portare a numerosi falsi positivi, che risultano in inutili check-up e procedure. La diagnostica per immagini, utile in alcuni casi, espone i pazienti a pericolose radiazioni. Inoltre, non è adatta a tutti i pazienti. La mammografia è, ad esempio, problematica in caso di mammelle dense.
So what we need is a method that is noninvasive, that is light in infrastructure, that is highly specific, that also does not have false positives, does not use any radiation and is applicable to large populations. Even more importantly, we need a method to be able to detect cancers before they're 100 million cells in size. Does such a technology exist? Well, I wouldn't be up here giving a talk if it didn't.
Abbiamo quindi bisogno di un metodo non invasivo, che richieda infrastrutture minime, altamente specifico, che non dia falsi positivi, che non implichi radiazioni e sia applicabile a popolazioni estese. Ancora più importante, serve diagnosticare il cancro prima che infetti 100 milioni di cellule. Esiste una simile tecnologia? Non sarei qui a parlarvi, se non esistesse.
I'm excited to tell you about this latest technology we've developed. Central to our technology is a simple blood test. The blood circulatory system, while seemingly mundane, is essential for you to survive, providing oxygen and nutrients to your cells, and removing waste and carbon dioxide. Here's a key biological insight: Cancer cells grow and die faster than normal cells, and when they die, DNA is shed into the blood system. Since we know the signatures of these cancer cells from all the different cancer genome sequencing projects, we can look for those signals in the blood to be able to detect these cancers early. So instead of waiting for cancers to be large enough to cause symptoms, or for them to be dense enough to show up on imaging, or for them to be prominent enough for you to be able to visualize on medical procedures, we can start looking for cancers while they are relatively pretty small, by looking for these small amounts of DNA in the blood.
Che emozione raccontarvi dell'ultima tecnologia che abbiamo sviluppato. Una tecnologia basata su un semplice esame del sangue. Il sistema circolatorio, all'apparenza banale, è fondamentale per la sopravvivenza, poiché fornisce ossigeno e nutrienti alle cellule, allontanando sostanze di rifiuto e anidride carbonica. Una fondamentale nozione di biologia: le cellule cancerogene crescono e muoiono più rapidamente delle normali e quando muoiono il DNA entra nel sistema sanguigno. Conoscendo la firma di queste cellule cancerogene dai vari progetti di sequenziamento del genoma del cancro possiamo cercare questi segnali nel sangue per diagnosticare precocemente questi tumori. Piuttosto che aspettare che il cancro sia abbastanza grande da provocare sintomi o abbastanza denso da essere visibile con l'imaging o abbastanza evidente da essere visualizzato tramite procedure mediche, possiamo iniziare a individuare il cancro quando è ancora relativamente ridotto cercando queste piccole quantità di DNA nel sangue.
So let me tell you how we do this. First, like I said, we start off with a simple blood test -- no radiation, no complicated equipment -- a simple blood test. Then the blood is shipped to us, and what we do is extract the DNA out of it. While your body is mostly healthy cells, most of the DNA that's detected will be from healthy cells. However, there will be a small amount, less than one percent, that comes from the cancer cells. Then we use molecular biology methods to be able to enrich this DNA for areas of the genome which are known to be associated with cancer, based on the information from the cancer genomics projects. We're able to then put this DNA into DNA-sequencing machines and are able to digitize the DNA into A's, C's, T's and G's and have this final readout. Ultimately, we have information of billions of letters that output from this run. We then apply statistical and computational methods to be able to find the small signal that's present, indicative of the small amount of cancer DNA in the blood.
Vi spiegherò come lavoriamo. Iniziamo, come già detto, con un esame del sangue -- niente radiazioni, niente macchinari complessi -- un semplice esame del sangue. Poi ci viene inviato il sangue e quello che facciamo è estrarne il DNA. L'organismo ha prevalentemente cellule sane, quindi la maggior parte del DNA rilevato proviene da cellule sane. Tuttavia, una piccola quantità, meno dell'uno per cento, proverrà da cellule cancerogene. Utilizziamo metodi di biologia molecolare per integrare questo DNA in aree del genoma, che sappiamo essere correlate con il cancro. sulla base di informazioni ottenute dai progetti di genomica. Siamo poi in grado di inserire questo DNA in macchinari che lo sequenziano e possiamo digitalizzarlo nelle diverse basi azotate A, G, C, T e otteniamo questa schermata. Alla fine abbiamo informazioni riguardo miliardi di lettere ottenute da questo campione. Successivamente applichiamo metodi statistici e computazionali, per riuscire a trovare una traccia della sua presenza, indicativa della piccola quantità di DNA cancerogeno nel sangue.
So does this actually work in patients? Well, because there's no way of really predicting right now which patients will get cancer, we use the next best population: cancers in remission; specifically, lung cancer. The sad fact is, even with the best drugs that we have today, most lung cancers come back. The key, then, is to see whether we're able to detect these recurrences of cancers earlier than with standard methods.
Nel concreto, funziona davvero? Poiché non c'è modo di prevedere in questo momento quali pazienti si ammaleranno, ricorriamo al secondo miglior gruppo: i pazienti in remissione, nello specifico, dal cancro polmonare. Purtroppo, persino con i migliori medicinali attualmente in uso, la maggior parte dei tumori polmonari tornano. La chiave è quindi scoprire se siamo in grado di diagnosticare queste recidive in anticipo, rispetto ai metodi standard.
We just finished a major trial with Professor Charles Swanton at University College London, examining this. Let me walk you through an example of one patient. Here's an example of one patient who undergoes surgery at time point zero, and then undergoes chemotherapy. Then the patient is under remission. He is monitored using clinical exams and imaging methods. Around day 450, unfortunately, the cancer comes back. The question is: Are we able to catch this earlier? During this whole time, we've been collecting blood serially to be able to measure the amount of ctDNA in the blood. So at the initial time point, as expected, there's a high level of cancer DNA in the blood. However, this goes away to zero in subsequent time points and remains negligible after subsequent points. However, around day 340, we see the rise of cancer DNA in the blood, and eventually, it goes up higher for days 400 and 450.
Abbiamo concluso un'importante sperimentazione con il Professor Charles Swanton alla University College di Londra, per esaminarlo. Vorrei mostrarvi l'esempio di un paziente. Questo è il caso di un paziente operato al punto zero, e poi sottoposto a chemioterapia. Il paziente entra poi in remissione. Viene monitorato tramite esami clinici e metodi di diagnostica per immagini. Intorno al giorno 450, purtroppo, il cancro si ripresenta. La domanda è: possiamo diagnosticarlo prima? Per tutto il tempo abbiamo raccolto il sangue in serie, per misurare la quantità di ctDNA nel sangue. Quindi, nel punto iniziale, come previsto, c'è un alto livello di DNA cancerogeno, nel sangue. Questo livello tuttavia scende a zero in un periodo di tempo successivo e rimane pressoché nullo nei seguenti periodi di tempo. Intorno al giorno 340 osserviamo però un aumento del DNA cancerogeno nel sangue, che cresce ulteriormente tra i giorni 400 e 450.
Here's the key, if you've missed it: At day 340, we see the rise in the cancer DNA in the blood. That means we are catching this cancer over a hundred days earlier than traditional methods. This is a hundred days earlier where we can give therapies, a hundred days earlier where we can do surgical interventions, or even a hundred days less for the cancer to grow or a hundred days less for resistance to occur. For some patients, this hundred days means the matter of life and death. We're really excited about this information.
Il punto è questo, se ve lo siete perso: il giorno 340 osserviamo un aumento di DNA cancerogeno nel sangue. Significa che abbiamo trovato il cancro con più di 100 giorni di anticipo, rispetto ai metodi standard. Sono 100 giorni in più per somministrare terapie, 100 giorni in più per fare interventi chirurgici, o addirittura 100 giorni in meno di crescita del cancro, o 100 giorni in meno di possibilità di recidive. Per alcuni pazienti, questi 100 giorni sono la differenza tra la vita e la morte. Siamo veramente emozionati per questi dati.
Because of this assignment, we've done additional studies now in other cancers, including breast cancer, lung cancer and ovarian cancer, and I can't wait to see how much earlier we can find these cancers.
In seguito a questo lavoro abbiamo condotto ulteriori studi su altri tipi di cancro, tra cui il cancro al seno e quello ai polmoni e il cancro ovarico. Non vedo l'ora di scoprire con quanto anticipo possiamo scovarli.
Ultimately, I have a dream, a dream of two vials of blood, and that, in the future, as part of all of our standard physical exams, we'll have two vials of blood drawn. And from these two vials of blood we will be able to compare the DNA from all known signatures of cancer, and hopefully then detect cancers months to even years earlier. Even with the therapies we have currently, this could mean that millions of lives could be saved. And if you add on to that recent advancements in immunotherapy and targeted therapies, the end of cancer is in sight.
In definitiva, ho un sogno: sogno due provette di sangue e sogno che, in futuro, come metodo incluso nelle visite mediche standard si estrarranno due provette di sangue. E da queste due provette di sangue saremo in grado di confrontare il DNA di tutte le forme di cancro conosciute e, speriamo, individuare il cancro, con mesi o addirittura anni di anticipo. Anche con le terapie attuali, questo potrebbe salvare milioni di vite. E se ci aggiungete i recenti progressi dell'immunoterapia e delle terapie mirate, si può intravedere la fine del cancro.
The next time you hear the word "cancer," I want you to add to the emotions: hope. Hold on. Cancer researchers all around the world are working feverishly to beat this disease, and tremendous progress is being made.
Quando sentirete nuovamente la parola "cancro" vorrei provaste una nuova emozione: speranza. Tenete duro. I ricercatori in tutto il mondo stanno lavorando senza sosta, per battere il cancro, e stanno facendo progressi strepitosi.
This is the beginning of the end. We will win the war on cancer. And to me, this is amazing news.
Questo è l'inizio della fine. Vinceremo la guerra contro il cancro. Per me, è una notizia fantastica.
Thank you.
Vi ringrazio.
(Applause)
(Applausi)