How can we investigate this flora of viruses that surround us, and aid medicine? How can we turn our cumulative knowledge of virology into a simple, hand-held, single diagnostic assay? I want to turn everything we know right now about detecting viruses and the spectrum of viruses that are out there into, let's say, a small chip.
¿Cómo podemos hacer, cómo podemos investigar la flora de virus que nos rodean, y ayudar a la ciencia médica? ¿Cómo podemos convertir nuestro conocimiento acumulado sobre la virología en un ensayo químico para el diagnóstico sencillo, único y manejable? Quiero convertir todo lo que sabemos ahora mismo sobre la detección de virus y el espectro de virus que están ahí fuera en, pongamos, un pequeño chip.
When we started thinking about this project -- how we would make a single diagnostic assay to screen for all pathogens simultaneously -- well, there's some problems with this idea. First of all, viruses are pretty complex, but they're also evolving very fast. This is a picornavirus. Picornaviruses -- these are things that include the common cold and polio, things like this. You're looking at the outside shell of the virus, and the yellow color here are those parts of the virus that are evolving very, very fast, and the blue parts are not evolving very fast. When people think about making pan-viral detection reagents, usually it's the fast-evolving problem that's an issue, because how can we detect things if they're always changing? But evolution is a balance: where you have fast change, you also have ultra-conservation -- things that almost never change.
Cuando comenzamos a pensar en este proyecto -- cómo podríamos hacer un único ensayo químico de diagnóstico para buscar de forma simultánea todos los patógenos -- bueno, resultó que había algunos problemas con la idea... Para empezar, los virus son bastante complejos. Pero además, estan evolucionando con mucha rapidez. Este es un picornavirus. Los picornavirus - estos son los virus que incluyen cosas como el resfriado común y la polio, entre otras. Esto que vemos aquí es el cápside del virus, y el color amarillo aquí indica aquellas partes del virus que evolucionan con mucha, mucha rapidez. y las partes azules en cambio no evolucionan tan rápidamente. Cuando la gente piensa en hacer reactivos de detección pan-virales habitualmente el problema está en las partes que evolucionan rápidamente. Porque...¿cómo podemos detectar cosas si están cambiando continuamente? Pero la evolución es un equilibrio donde tienes cambios muy rápidos, también tienes ultra conservación -- cosas que casi nunca cambian.
And so we looked into this a little more carefully, and I'm going to show you data now. This is just some stuff you can do on the computer from the desktop. I took a bunch of these small picornaviruses, like the common cold, like polio and so on, and I just broke them down into small segments. And so took this first example, which is called coxsackievirus, and just break it into small windows. And I'm coloring these small windows blue if another virus shares an identical sequence in its genome to that virus. These sequences right up here -- which don't even code for protein, by the way -- are almost absolutely identical across all of these, so I could use this sequence as a marker to detect a wide spectrum of viruses, without having to make something individual. Now, over here there's great diversity: that's where things are evolving fast. Down here you can see slower evolution: less diversity.
Así que decidimos mirar en esto un poco más cuidadosamente y os voy a mostrar ahora unos datos... Esto son simplemente cosas que se pueden hacer con un ordenador de escritorio Cogí un puñado de estos pequeños picornavirus como el resfriado común, la polio, etc., y los partí en pequeños segmentos así que cogí este primer ejemplo, que se llama Coxsackievirus, lo parto en pequeñas ventanas y coloreo estas pequeñas ventanas en azul si algún otro virus comparte una secuencia genética idéntica al primer virus. Estas secuencias aquí arriba -- que, por cierto, ni siquiera codifican proteínas -- son casi completamente idénticas en todos estos de forma que podía usar esta secuencia como marcador para detectar un amplio conjunto de virus sin tener que hacer algo individual. Aquí en cambio hay mucha diversidad, aquí es donde las cosas evolucionan con rapidez. Más abajo aquí podéis ver una evolución más lenta : menos diversidad.
Now, by the time we get out here to, let's say, acute bee paralysis virus -- probably a bad one to have if you're a bee --- this virus shares almost no similarity to coxsackievirus, but I can guarantee you that the sequences that are most conserved among these viruses on the right-hand of the screen are in identical regions right up here. And so we can encapsulate these regions of ultra-conservation through evolution -- how these viruses evolved -- by just choosing DNA elements or RNA elements in these regions to represent on our chip as detection reagents.
Para cuando hayamos llegado a, pongamos por ejemplo, el virus de la parálisis aguda de las abejas (probablemente un mal virus si uno es una abeja) este virus practicametne no guarda similitud con el Coxsackievirus, pero puedo garantizaros que las secuencias que están más conservadas entre estos virus en la parte derecha de la pantalla están en idénticas regiones aquí Así que podemos encapsular estas regiones de ultra-conservación a través de la evolución - cómo estos virus evolucionaron - seleccionando bien elementos de ADN o ARN en estas regiones para representar sobre nuestro chip como si fuesen reactivos detectores
OK, so that's what we did, but how are we going to do that? Well, for a long time, since I was in graduate school, I've been messing around making DNA chips -- that is, printing DNA on glass. And that's what you see here: These little salt spots are just DNA tacked onto glass, and so I can put thousands of these on our glass chip and use them as a detection reagent. We took our chip over to Hewlett-Packard and used their atomic force microscope on one of these spots, and this is what you see: you can actually see the strands of DNA lying flat on the glass here. So, what we're doing is just printing DNA on glass -- little flat things -- and these are going to be markers for pathogens. OK, I make little robots in lab to make these chips, and I'm really big on disseminating technology. If you've got enough money to buy just a Camry, you can build one of these too, and so we put a deep how-to guide on the Web, totally free, with basically order-off-the-shelf parts. You can build a DNA array machine in your garage. Here's the section on the all-important emergency stop switch. (Laughter) Every important machine's got to have a big red button. But really, it's pretty robust. You can actually be making DNA chips in your garage and decoding some genetic programs pretty rapidly. It's a lot of fun. (Laughter)
Así que eso es lo que hicimos, pero ¿cómo conseguirlo? Bueno, durante mucho tiempo, desde la facultad siempre he estado jugando con chips de ADN. es decir, imprimiendo ADN sobre vidrio.. y esto es precisamente lo que veis aquí... Estas pequeñas motas de sal son fragmentos de ADN incrustados en vidrio. de forma que puedo poner miles de estas motas en nuestro chip de vidrio y usarlas como reactivo de detección. Llevamos nuestro chip a Hewlett-Packard y usamos su microscopio atómico sobre una de estas motas y esto es lo que se puede ver: se pueden realmente apreciar los filamentos de ADN sobre el vidrio. Así que lo que estamos haciendo es simplemente imprimir ADN sobre vidrio - pequeñas cosas planas - y estas cosas van a ser nuestros marcadores para detectar patógenos Ok, Yo suelo hacer pequeños robots de laboratorio para fabricar estos chips. y realmente quiero diseminar la tecnología. Si tenéis suficiente dinero para comprar un Camry, podéis construir uno de estos. Así que publicamos en la Web una guía exhaustiva, totalmente gratuita, mediante la cual básicamente con piezas estándar podéis construir una máquina de chips ADN en vuestro garaje. Esta es la sección sobre el importantísimo botón de parada de emergencia. (Risas) Toda máquina importante debe tener un gran botón rojo. No, en serio, es bastante robusta. Realmente podríais estar fabricando chips de ADN en vuestro garaje. y decodificando algunos programas genéticos con bastante rapidez. Es muy divertido. (Risas)
And so what we did -- and this is a really cool project -- we just started by making a respiratory virus chip. I talked about that -- you know, that situation where you go into the clinic and you don't get diagnosed? Well, we just put basically all the human respiratory viruses on one chip, and we threw in herpes virus for good measure -- I mean, why not? The first thing you do as a scientist is, you make sure stuff works. And so what we did is, we take tissue culture cells and infect them with various viruses, and we take the stuff and fluorescently label the nucleic acid, the genetic material that comes out of these tissue culture cells -- mostly viral stuff -- and stick it on the array to see where it sticks. Now, if the DNA sequences match, they'll stick together, and so we can look at spots. And if spots light up, we know there's a certain virus in there.
Y esto es precisamente lo que hicimos - y es un proyecto muy interesante - comenzamos simplemente haciendo un chip para los virus respiratorios. Por ejemplo, hablé de la situación en la que uno va a la clínica y no se le diagnostica. Bueno, nosotros básicamente pusimos todos los virus respiratorios humanos en un único chip, y añadimos el herpes como "extra". ¿Y por qué no? Lo primero que uno hace como científico es asegurarse de que la cosa funciona. Así que cogimos tejidos cultivados y los infectamos con diferentes virus y cogemos y etiquetamos de forma fluorescente el ácido nucléico, el material genético que procede de estas células cultivadas - principalmente viral - y lo pegamos sobre el chip para ver dónde se queda encajado. Ahora bien, si las secuencias de ADN cuadran, se quedarán pegadas juntas y así podemos mirar en determinados sitios. Si estos sitios brillan, sabemos que hay un determinado tipo de virus allí.
That's what one of these chips really looks like, and these red spots are, in fact, signals coming from the virus. And each spot represents a different family of virus or species of virus. And so, that's a hard way to look at things, so I'm just going to encode things as a little barcode, grouped by family, so you can see the results in a very intuitive way. What we did is, we took tissue culture cells and infected them with adenovirus, and you can see this little yellow barcode next to adenovirus. And, likewise, we infected them with parainfluenza-3 -- that's a paramyxovirus -- and you see a little barcode here. And then we did respiratory syncytial virus. That's the scourge of daycare centers everywhere -- it's like boogeremia, basically. (Laughter) You can see that this barcode is the same family, but it's distinct from parainfluenza-3, which gives you a very bad cold. And so we're getting unique signatures, a fingerprint for each virus. Polio and rhino: they're in the same family, very close to each other. Rhino's the common cold, and you all know what polio is, and you can see that these signatures are distinct. And Kaposi's sarcoma-associated herpes virus gives a nice signature down here. And so it is not any one stripe or something that tells me I have a virus of a particular type here; it's the barcode that in bulk represents the whole thing.
Este es el aspecto que uno de estos chips tiene realmente. y todas estas zonas rojas son realmente señales provenientes del virus. Y cada zona representa una familia diferente de virus o especie de virus. Pero esto es una forma difícil de analizar las cosas, de forma que simplemente voy a codificar las cosas en forma de un pequeño código de barras agrupados por familia, de forma que se puedan ver los resultados de una forma muy intuitiva. Lo que hicimos es, coger células cultivadas, infectarlas con adenovirus y podéis ver este pequeño código de barras amarillo cerca de adenovirus. De la misma forma, las infectamos con parainfluenza-3 - esto es un paramyxovirus - y podéis ver el código de barras aquí. Y también lo hicimos con el virus sincicial respiratorio Que es la peste de los centros materno-infantiles en todas partes. Es como una epidemia de mocos, realmente (Risas) Se puede ver - podéis ver que este código de barras está en la misma familia. pero es distinto de la parainfluenza-3 que te causa un resfriado muy fuerte Así que estamos obteniendo diferentes firmas - una "huella dactilar" de cada virus Polio y Rhino - están en la misma familia, muy próximos el uno al otro El Rhinovirus es la causa del resfriado común, y todos sabéis lo que es la polio y podéis ver que las firmas son diferentes. Y el virus del sarcoma de Kaposi da una bonita firma aquí abajo De forma que no es una única banda o algo lo que dice que tengo un virus de un tipo particular; es el código de barras en completo el que representa al virus en su totalidad.
All right, I can see a rhinovirus -- and here's the blow-up of the rhinovirus's little barcode -- but what about different rhinoviruses? How do I know which rhinovirus I have? There're 102 known variants of the common cold, and there're only 102 because people got bored collecting them: there are just new ones every year. And so, here are four different rhinoviruses, and you can see, even with your eye, without any fancy computer pattern-matching recognition software algorithms, that you can distinguish each one of these barcodes from each other.
Bien, puedo ver un rhinovirus y aquí está el pequeño código de barras del rhinovirus expandido... pero, ¿qué pasa con los diferentes rhinovirus? ¿Cómo sé qué tipo de rhinovirus tengo? Hay 102 variantes conocidas del resfriado común, y sólo hay 102 porque la gente se aburrió de recolectarlas: hay simplemente nuevas todos los años Así que, aquí tenemos cuatro rhinovirus diferentes y como podéis ver, incluso simplemente mirando, sin ninguna clase de software de reconocimiento de patrones o algoritmos complejos que los códigos de barras se diferencian entre sí.
Now, this is kind of a cheap shot, because I know what the genetic sequence of all these rhinoviruses is, and I in fact designed the chip expressly to be able to tell them apart, but what about rhinoviruses that have never seen a genetic sequencer? We don't know what the sequence is; just pull them out of the field. So, here are four rhinoviruses we never knew anything about -- no one's ever sequenced them -- and you can also see that you get unique and distinguishable patterns. You can imagine building up some library, whether real or virtual, of fingerprints of essentially every virus. But that's, again, shooting fish in a barrel, you know, right? You have tissue culture cells. There are a ton of viruses. What about real people? You can't control real people, as you probably know. You have no idea what someone's going to cough into a cup, and it's probably really complex, right? It could have lots of bacteria, it could have more than one virus, and it certainly has host genetic material. So how do we deal with this? And how do we do the positive control here?
Bueno, esto es probablemente algo fácil de decir porque yo sé cuál es la secuencia genética de todos estos rhinovirus, y de hecho yo diseñé el chip específicamente para ser capaz de diferenciarlos, pero ¿qué pasa con los rhinovirus que nunca han visto un secuenciador genético? No sabemos cuál es la secuencia: simplemente los recogemos del ambiente. Así que - aquí hay cuatro rhinovirus de los cuales nunca hemos sabido nada anteriormente - de hecho nunca nadie los había secuenciado previamente; podéis ver que se obtienen patrones únicos y diferenciados para cada uno de ellos. Os podéis imaginar construyendo una especie de librería - real o virtual de "huellas dactilares" de todos los virus Pero, de todas formas, eso es pan comido ... tenemos células cultivadas, hay una multitud de virus. ¿Qué pasa con las personas reales? No se puede controlar a las personas reales, como probablemente sepáis No tenéis ni idea de lo que alguien puede echar al estornudar en una taza y probablemente sea bastante complejo, ¿verdad? Podría tener muchas bacterias, podría tener más de un virus y ciertamente tiene un montón de material genético de la propia persona así que .. ¿cómo nos las apañamos con esto? ¿Y cómo ejercemos algún tipo de control positivo aquí?
Well, it's pretty simple. That's me, getting a nasal lavage. And the idea is, let's experimentally inoculate people with virus. This is all IRB-approved, by the way; they got paid. And basically we experimentally inoculate people with the common cold virus. Or, even better, let's just take people right out of the emergency room -- undefined, community-acquired respiratory tract infections. You have no idea what walks in through the door. So, let's start off with the positive control first, where we know the person was healthy. They got a shot of virus up the nose, let's see what happens.
Bueno, es bastante sencillo Este soy yo, sufriendo una lavativa nasal. La idea es - vamos a inocular a la gente experimentalmente con algunos virus así que - esto todo está aprobado, por cierto, todos ellos cobraron por esto - así que básicamente inoculamos experimentalmente a gente con el virus del resfriado común o incluso mejor, cojamos gente directamente de las urgencias con infecciones indefinidas del tracto respiratorio. No tenemos ni idea de lo que entra por la puerta. De forma que comencemos primero con un control positivo - donde conocemos que la persona estaba sana Inoculamos a la persona a través de la nariz con el virus y veamos qué pasa.
Day zero: nothing happening. They're healthy; they're clean -- it's amazing. Actually, we thought the nasal tract might be full of viruses even when you're walking around healthy. It's pretty clean. If you're healthy, you're pretty healthy. Day two: we get a very robust rhinovirus pattern, and it's very similar to what we get in the lab doing our tissue culture experiment. So that's great, but again, cheap shot, right? We put a ton of virus up this guy's nose. So -- (Laughter) -- I mean, we wanted it to work. He really had a cold. So, how about the people who walk in off the street?
En el día cero : nada especial Están sanos, están limpios - es increíble. nosotros realmente pensábamos que el tracto nasal estaría lleno de virus incluso cuando uno está sano. Pero está bastante limpio: Si estás sano, estás realmente sano. Día dos : obtenemos un patrón muy fuerte típico de un rhinovirus y muy similar a lo que obtuvimos en el laboratorio durante nuestro experimento con las células cultivadas. Así que eso está genial, pero fue fácil. Metimos una tonelada de virus por la nariz de este chico, así que (Risas) - quiero decir, queríamos que funcionara.. El realmente tuvo un buen resfriado. Pero, ¿qué pasa con la gente que viene directamente de la calle?
Here are two individuals represented by their anonymous ID codes. They both have rhinoviruses; we've never seen this pattern in lab. We sequenced part of their viruses; they're new rhinoviruses no one's actually even seen. Remember, our evolutionary-conserved sequences we're using on this array allow us to detect even novel or uncharacterized viruses, because we pick what is conserved throughout evolution. Here's another guy. You can play the diagnosis game yourself here. These different blocks represent the different viruses in this paramyxovirus family, so you can kind of go down the blocks and see where the signal is. Well, doesn't have canine distemper; that's probably good. (Laughter) But by the time you get to block nine, you see that respiratory syncytial virus. Maybe they have kids. And then you can see, also, the family member that's related: RSVB is showing up here. So, that's great. Here's another individual, sampled on two separate days -- repeat visits to the clinic. This individual has parainfluenza-1, and you can see that there's a little stripe over here for Sendai virus: that's mouse parainfluenza. The genetic relationships are very close there. That's a lot of fun.
Aquí tenemos a dos individuos representados por sus códigos de identificación anónimos Ambos tienen rhinovirus; nunca hemos visto este patrón en el laboratorio. Hemos secuenciado parte de su virus; son rhinovirus nuevos que nunca nadie ha visto anteriormente. Recordemos que nuestras secuencias estables evolutivamente son las que estamos utilizando en este chip para detectar incluso virus nuevos o no caracterizados porque nos fijamos en aquello que se conserva a través de su evolución. Aquí tenemos a otra persona. Vosotros mismos podéis jugar al juego del diagnóstico. Cada uno de estos bloques diferentes representan diferentes virus de la familia de los paramyxovirus de forma que podemos ir a lo largo de la lista y ver dónde está la señal. Bien, no tiene moquillo canino, lo cual probablemente sea bueno (Risas) para cuando hayamos llegado al bloque nuevo veremos que tiene un virus sincicial respiratorio A lo mejor tienen hijos. Y podemos ver también el miembro de la familia que está relacionado. El RSVB (Virus Sincicial Respiratorio B) aparece aquí también... Esto está muy bien. Aquí tenemos a otra persona, con muestras tomadas en dos días diferentes en visitas diferentes a la clínica Esta persona tiene virus paragripal 1 y podéis ver que hay una pequeña banda aquí para el virus Sendai - este es el virus Sendai - el virus paragripal de los ratones sus relaciones genéticas son muy próximas. Esto es verdaderamente divertido.
So, we built out the chip. We made a chip that has every known virus ever discovered on it. Why not? Every plant virus, every insect virus, every marine virus. Everything that we could get out of GenBank -- that is, the national repository of sequences. Now we're using this chip. And what are we using it for? Well, first of all, when you have a big chip like this, you need a little bit more informatics, so we designed the system to do automatic diagnosis. And the idea is that we simply have virtual patterns, because we're never going to get samples of every virus -- it would be virtually impossible. But we can get virtual patterns, and compare them to our observed result -- which is a very complex mixture -- and come up with some sort of score of how likely it is this is a rhinovirus or something. And this is what this looks like. If, for example, you used a cell culture that's chronically infected with papilloma, you get a little computer readout here, and our algorithm says it's probably papilloma type 18. And that is, in fact, what these particular cell cultures are chronically infected with.
Así que, construimos el chip. Construimos un chip que tiene sobre él todos los virus que han sido descubiertos. ¿Por qué no? Cada virus de planta, cada virus de insecto, cada virus marino. Todo lo que pudimos extraer de GenBank - es decir, el almacén nacional de secuencias. Y ahora estamos utilizando este chip. ¿Para qué lo utilizamos? Bueno, en primer lugar, cuando tenemos un chip tan grande como este necesitamos un poco más de informática, así que diseñamos al sistema para hacer diagnósticos automáticos. La idea es - simplemente tenemos patrones virtuales - porque nunca vamos a ser capaces de obtener muestras de cada virus; sería virtualmente imposible. Pero podemos obtener patrones virtuales y compararlos con el resultado observado, que es una mezcla muy compleja, y llegar a un cierto tipo de "puntuación" sobre cómo de probable es que se trate de un rinovirus o algo similar. Y este es el aspecto que tiene. Por ejemplo, si hemos utilizado un cultivo de células con una infección crónica de papiloma se obtiene una pequeña lectura computerizada y nuestro algoritmo indica que probablemente se trate de papiloma del tipo 18. Y, de hecho, esto es precisamente el tipo de papiloma con el cual este cultivo en particular estaba crónicamente infectado.
So let's do something a little bit harder. We put the beeper in the clinic. When somebody shows up, and the hospital doesn't know what to do because they can't diagnose it, they call us. That's the idea, and we're setting this up in the Bay Area. And so, this case report happened three weeks ago. We have a 28-year-old healthy woman, no travel history, [unclear], doesn't smoke, doesn't drink. 10-day history of fevers, night sweats, bloody sputum -- she's coughing up blood -- muscle pain. She went to the clinic, and they gave her antibiotics and then sent her home. She came back after ten days of fever, right? Still has the fever, and she's hypoxic -- she doesn't have much oxygen in her lungs. They did a CT scan. A normal lung is all sort of dark and black here. All this white stuff -- it's not good. This sort of tree and bud formation indicates there's inflammation; there's likely to be infection. OK. So, the patient was treated then with a third-generation cephalosporin antibiotic and doxycycline, and on day three, it didn't help: she had progressed to acute failure. They had to intubate her, so they put a tube down her throat and they began to mechanically ventilate her. She could no longer breathe for herself. What to do next? Don't know. Switch antibiotics: so they switched to another antibiotic, Tamiflu. It's not clear why they thought she had the flu, but they switched to Tamiflu.
Así que vamos a hacer algo un poco más difícil. Vamos a colocar nuestro sistema en la clínica. De forma que cuando alguien aparece y el hospital no sabe lo que hacer porque no pueden diagnosticarlo, nos pueden llamar. Esa es la idea, y estamos implantándola en el Área de la Bahía de San Francisco. Por ejemplo, este caso ocurrió hace tres semanas. Tenemos una mujer de 28 años, sana, sin historial de viajes no fuma, no bebe una historia de fiebres durante 10 días, sudores nocturnos, expectoración con sangre está literalmente tosiendo sangre - dolores musculares. Fue a la clínica y le dieron antibióticos. Bien, y la mandaron a casa. Volvió diez días más tarde, todavía con fiebre y además hipóxica - no tiene mucho oxígeno en sus pulmones. Le hicieron una tomografía Un pulmón normal es generalmente negro y oscuro y todas estas cosas blancas - no son buena señal. Este tipo de formación semejante a un árbol indica que hay inflamación que es probablemente una infección. OK, así que al paciente se le administra entonces un antibiótico de tercera generación basado en la cefalosporina, y doxiciclina pero no ayudó. Al tercer día, la paciente llegó al fallo respiratorio agudo. Tuvo que ser intubada, así que le pusieron un tubo en la garganta y comenzaron a ventilarla mecánicamente. Ya no era capaz de respirar por sí misma. ¿Qué hacer a continuación? Ni idea. Cambiar de antibióticos, así que le administraron otro antibiótico, así como Tamiflu, aunque no está claro por qué pensaban que ella tenía la gripe, pero el caso es que cambiaron a Tamiflu.
And on day six, they basically threw in the towel. You do an open lung biopsy when you've got no other options. There's an eight percent mortality rate with just doing this procedure, and so basically -- and what do they learn from it? You're looking at her open lung biopsy. And I'm no pathologist, but you can't tell much from this. All you can tell is, there's a lot of swelling: bronchiolitis. It was "unrevealing": that's the pathologist's report. And so, what did they test her for? They have their own tests, of course, and so they tested her for over 70 different assays, for every sort of bacteria and fungus and viral assay you can buy off the shelf: SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- all these. Everything came back negative, over 100,000 dollars worth of tests. I mean, they went to the max for this woman.
Y al sexto día, básicamente tiraron la toalla. Se hace una biopsia a pulmón abierto cuando ya no quedan más opciones. Hay un índice de mortandad del 8% simplemente por hacer este procedimiento. así que básicamente - ¿qué obtuvieron de la biopsia? Aquí podéis ver el resultado de su biopsia. Yo no soy ningún patólogo, pero no se puede decir mucho a partir de este resultado. Lo único que se puede decir, es que hay mucha inflamación - bronquiolitis Resultado indeterminado, este fue el informe del patólogo. Así que, ¿qué tests le hicieron? Ellos tenían sus propias pruebas, por supuesto así que probaron más de 70 ensayos diferentes½ para cada tipo de bacteria, hongo o virus para el que se pudiera comprar un ensayo SARS, metapneumovirus, VIH, RSV - todos estos Todo salió negativo. Más de 100.000 dólares de pruebas. Quiero decir, ellos realmente lo intentaron todo con esta mujer.
And basically on hospital day eight, that's when they called us. They gave us endotracheal aspirate -- you know, a little fluid from the throat, from this tube that they got down there -- and they gave us this. We put it on the chip; what do we see? Well, we saw parainfluenza-4. Well, what the hell's parainfluenza-4? No one tests for parainfluenza-4. No one cares about it. In fact, it's not even really sequenced that much. There's just a little bit of it sequenced. There's almost no epidemiology or studies on it. No one would even consider it, because no one had a clue that it could cause respiratory failure. And why is that? Just lore. There's no data -- no data to support whether it causes severe or mild disease. Clearly, we have a case of a healthy person that's going down.
Y al octavo día, nos llamaron. Nos dieron un aspirado endotraqueal esto es, el pequeño fluido del interior de la garganta a partir de este tubo aquí abajo, y nos lo dieron Lo colocamos sobre el chip y ¿que vemos? - El virus paragripal 4 ¿Qué diablos es el virus paragripal 4? Nadie nunca hace pruebas para el virus paragripal 4. A nadie le importa. De hecho, ni siquiera está muy secuenciado genéticamente Hay solo una pequeña parte de él secuenciada. Apenas hay estudios epidemiológicos sobre él. Nadie nunca lo hubiese considerado, porque nadie sabía que podía causar un fallo respiratorio agudo. ¿Y por qué? Simplemente folklore. No hay datos - no hay ningún tipo de datos para decir si causa enfermedades agudas o suaves. Claramente, tenemos un caso de una persona sana que se está yendo.
OK, that's one case report. I'm going to tell you one last thing in the last two minutes that's unpublished -- it's going to come out tomorrow -- and it's an interesting case of how you might use this chip to find something new and open a new door. Prostate cancer. I don't need to give you many statistics about prostate cancer. Most of you already know it: third leading cause of cancer deaths in the U.S. Lots of risk factors, but there is a genetic predisposition to prostate cancer. For maybe about 10 percent of prostate cancer, there are folks that are predisposed to it. And the first gene that was mapped in association studies for this, early-onset prostate cancer, was this gene called RNASEL. What is that? It's an antiviral defense enzyme. So, we're sitting around and thinking, "Why would men who have the mutation -- a defect in an antiviral defense system -- get prostate cancer? It doesn't make sense -- unless, maybe, there's a virus?"
Bien, este es un ejemplo. Os voy a decir una última cosa en estos dos últimos minutos, algo que todavía no está publicado - aparecerá mañana y es un caso interesante sobre cómo se puede utilizar este chip para encontrar algo nuevo y abrir una nueva puerta. Cáncer de próstata. No necesito daros muchas estadísticas sobre el cáncer de próstata. Muchos de vosotros ya las conocéis: es la tercera causa de muerte por cáncer en los EEUU Muchos factores de riesgo, pero hay una predisposición genética al cáncer de próstata. Para aproximadamente 10% de los casos de cáncer de próstata hay personas que están predispuestas a él. Y el primer gen que fue mapeado en los estudios para este cáncer de próstata de aparición temprana, fue un gen llamado RNASEL. ¿Qué es esto? Es una enzima defensiva antiviral. De forma que, estamos sentados aquí pensando : ¿Por qué hombres que tienen esta mutación, un defecto en una enzima antiviral, desarrollan cáncer de próstata? No tiene mucho sentido - salvo que, posiblemente, haya un virus.
So, we put tumors --- and now we have over 100 tumors -- on our array. And we know who's got defects in RNASEL and who doesn't. And I'm showing you the signal from the chip here, and I'm showing you for the block of retroviral oligos. And what I'm telling you here from the signal, is that men who have a mutation in this antiviral defense enzyme, and have a tumor, often have -- 40 percent of the time -- a signature which reveals a new retrovirus. OK, that's pretty wild. What is it? So, we clone the whole virus. First of all, I'll tell you that a little automated prediction told us it was very similar to a mouse virus. But that doesn't tell us too much, so we actually clone the whole thing. And the viral genome I'm showing you right here? It's a classic gamma retrovirus, but it's totally new; no one's ever seen it before. Its closest relative is, in fact, from mice, and so we would call this a xenotropic retrovirus, because it's infecting a species other than mice. And this is a little phylogenetic tree to see how it's related to other viruses. We've done it for many patients now, and we can say that they're all independent infections. They all have the same virus, but they're different enough that there's reason to believe that they've been independently acquired. Is it really in the tissue? And I'll end up with this: yes. We take slices of these biopsies of tumor tissue and use material to actually locate the virus, and we find cells here with viral particles in them. These guys really do have this virus.
Así que pusimos tumores - ahora tenemos más de 100 tumores - en nuestro chip Y podemos saber quién tiene defectos en el gen RNASEL y quién no. Y aquí os muestro el señal del chip y aquí tenemos el bloque de los oligos retrovirales Y lo que quiero deciros aquí a partir de esta señal es, que los hombres que tienen una mutación en su enzima defensiva y que además tienen un tumor, habitualmente tienen - en el 40% de los casos - una señal que revela un nuevo tipo de retrovirus. OK, esto es muy prometedor. ¿Qué podemos hacer? Clonamos el virus completo. En primer lugar, quiero deciros que una predicción automatizada nos adelantó que es muy similar a un virus de los ratones. Pero eso no nos dice realmente mucho, así que clonamos todo el virus y este es el genoma viral que os muestro aquí. Es un genoma clásico de un retrovirus, pero es completamente nuevo: nunca nadie lo ha visto antes. Su pariente más cercano, de hecho, procede de los ratones así que este sería un virus xenotrópico porque está infectando a especies distintas de los ratones. Y este es su pequeño árbol filogenético, donde podemos ver cómo está relacionado con otros viruses. Y lo hemos hecho para muchos pacientes y podemos decir que son infecciones independientes. Todos tienen el mismo virus, pero son suficientemente diferentes, de forma que hay base para pensar que han sido adquiridos de forma independiente. ¿Está realmente en los tejidos? Y finalizaré con esto. Sí. Tomamos porciones de estas biopsias de tejido tumoral y utilizamos métodos para localizar realmente el virus, y encontramos células aquí con partículas virales en ellas. Estos chicos realmente tienen el virus.
Does this virus cause prostate cancer? Nothing I'm saying here implies causality. I don't know. Is it a link to oncogenesis? I don't know. Is it the case that these guys are just more susceptible to viruses? Could be. And it might have nothing to do with cancer. But now it's a door. We have a strong association between the presence of this virus and a genetic mutation that's been linked to cancer. That's where we're at. So, it opens up more questions than it answers, I'm afraid, but that's what, you know, science is really good at. This was all done by folks in the lab -- I cannot take credit for most of this. This is a collaboration between myself and Don. This is the guy who started the project in my lab, and this is the guy who's been doing prostate stuff. Thank you very much. (Applause)
¿Causa este virus cáncer de próstata? No lo sé. Nada de lo que estoy diciendo aquí implica causalidad. ¿Es un síntoma de oncogénesis? No lo sé. ¿O puede ser que simplemente esta gente es más susceptible al virus? Puede ser. Y puede ser que no tenga nada que ver con el cáncer. Pero es una puerta. Tenemos una asociación fuerte entre la presencia de este virus y una mutación genética vinculada al cáncer. Así que aquí es donde estamos. Me temo que eso nos da más preguntas que respuestas. pero esto es precisamente aquello en lo que la ciencia es realmente buena. Todo esto se ha hecho por los chicos del laboratorio; yo realmente no puedo atribuirme la mayor parte. Esta es una colaboración entre Don y yo Este es el chico que comenzó el proyecto en mi laboratorio y este es el que realizaba las investigaciones sobre la próstata. Muchas gracias