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.
Como é que, como nós podemos investigar esta flora de vírus que nos rodeia, e ajudar a medicina? Como nós podemos transformar nosso conhecimento cumulativo em virologia em uma ferramenta de diagnóstico simples e portátil? Eu quero transformar tudo que nós sabemos agora sobre a detecção de vírus e sobre o espectro de vírus que está por aí em, digamos, um pequeno 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.
Quando nós começamos a pensar sobre esse projeto -- como nós poderíamos fazer um único teste de diagnóstico para procurar por todos os patógenos simultâneamente -- bem, existem alguns problemas com essa idéia. Primeiro, os vírus são bem complexos, mas eles também estão evoluíndo muito rapidamente. Isso é um picornavirus. Os Picornavirus -- essas são coisas que incluem a gripe comum e a polio, coisas como essas. Você está olhando para a casca exterior do vírus, e a cor amarela aqui são aquelas partes do vírus que estão evoluíndo muito, muito rapidamente, e as partes azuis não estão evoluíndo muito rapidamente. Quando as pessoas pensam em fazer reagentes de detecção pan-viral, geralmente o problema maior é a evolução rápida, porque como nós podemos detectar coisas se elas estão sempre se modificando? Mas a evolução é um equilíbrio: onde você tem a mudança rápida, você também tem a ultra-conservação -- coisas que quase nunca mudam.
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.
E então nós olhamos para isso com um pouquinho mais de cuidado, e eu vou mostrar dados para vocês agora. Isto é apenas uma das coisas que você pode fazer no computador, da sua mesa. Eu peguei alguns desses pequenos picornavirus, como a gripe comum, a pólio e assim por diante, e eu apenas os quebrei em pequenos segmentos, e então pegue esse primeiro exemplo, que é chamado Coxsackievirus, e apenas quebre-o em pequenas aberturas. E eu estou colorindo essas pequenas aberturas de azul se outro vírus compartilha de uma sequência idêntica à desse vírus no seu genoma. Essas sequências aqui --- que não codificam para proteínas, por exemplo -- são praticamente absolutamente idênticas considerando todas elas, assim eu poderia usar essa sequência como um marcador para detectar um amplo espectro de vírus, sem ter que fazer alguma coisa individual. Agora, aqui existe grande diversidade: é aí que as coisas estão evoluindo rapidamente. Aqui você pode ver uma evolução mais lenta: menor diversidade.
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.
Agora, quando nós chegarmos aqui, vamos dizer, o vírus da paralisia aguda de abelhas -- provavelmente um vírus ruim se você for uma abelha -- esse vírus não compartilha quase nenhuma semelhança com o Coxackievirus, mas eu posso garantir a vocês que as sequências que são mais preservadas nestes vírus no lado direito da tela estão em regiões idênticas aqui em cima. E então nós podemos encapsular essas regiões de ultra conservação através da evolução -- como esses vírus evoluiram -- apenas escolhendo elementos de DNA ou de RNA nessas regiões para representar em nosso chip como reagentes para detecção.
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)
OK, isso é o que nós fizemos, mas como nós vamos fazer isso? Bom, por um longo tempo, desde que eu fazia mestrado, eu brincava de construir chips de DNA -- isto é, imprimindo DNA em vidro. E isso é o que você vê aqui: Essas pequenas manchas de sal são apenas DNA impresso em vidro, e então eu posso colocar milhares desses em nosso chip de vidro e usá-los como um reagente de detecção. Nós levamos nossos chips para a Hewlett-Packard e usamos a força atômica e microscópica deles em uma dessas manchas, e isso é o que você vê: você pode na verdade ver as bandas de DNA espalhadas no vidro aqui. Então, o que nós estamos fazendo é apenas imprimindo DNA em vidro -- pequenas coisas achatadas -- e esses serão marcadores para patógenos. OK, eu faço pequenos robôs no laboratório para fazer esses chips, e eu sou um grande fã de disseminar tecnologias. Se você tem dinheiro suficiente para comprar apenas um Camry, você pode construir um desses, também, e então nós colocamos um guia de como fazer na Web, completamente grátis, com basicamente peças de pronta entrega -- você pode construir uma máquina que agrupa DNA na sua garagem. Aqui está a seção do todo poderoso interruptor de parada de emergência. (Risos) Toda máquina importante tem que ter um grande botão vermelho. Mas realmente, é muito robusta. Você pode realmente estar fazendo chips de DNA na sua garagem, e decodificando alguns programas genéticos bem rapidamente. É muito divertido. (Risos)
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.
E então o que a gente fez -- e esse é um projeto muito legal -- nós apenas começamos fazendo um chip de um vírus respiratório. Eu falei sobre isso -- você sabe, aquela a situação quando você vai na clínica e você não recebe um diagnóstico? Bem, nós apenas colocamos basicamente todos os vírus respiratórios humanos em um chip, e nós jogamos uns vírus de herpes para melhorar um pouco -- Quero dizer, por que não? A primeira coisa que você faz como um cientista é, você tem que ter certeza que a coisa funciona. Então o que nós fizemos foi apenas pegar células de cultura de tecidos e infectá-las com vários vírus, e nós pegamos isso e marcamos fluorescentemente o ácido nucleico, o material genético que sai dessas células de culturas de tecidos -- principalmente coisas virais -- e colamos no conjunto para ver onde ia colar. Agora, se a sequencia de DNA combinar, eles irão colar juntos, e então nós podemos olhar as manchas. E se as manchas brilharem, nós sabemos que tem um certo vírus lá.
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.
Isso é com o que um desses chips realmente se parece, e essas manchas vermelhas são na verdade sinais vindos dos vírus. E cada mancha representa uma família de vírus diferente ou espécies de vírus E então, esta é uma maneira dura de se ver as coisas, então eu vou apenas codificar coisas como um pequeno código de barras, agrupado por família, então você pode ver os resultados de uma maneira muito intuitiva. O que nós fizemos foi, nós pegamos células de cultura de tecidos e as infectamos com adenovírus, e você pode ver esse pequeno código de barras amarelo perto dos adenovírus. E, da mesma maneira, nós infectamos com parainfluenza-3 -- este é um paramyxovírus -- e você vê um pequeno código de barras aqui. E então nós fizemos o vírus respiratório syncytial. Isso é o que aflige as creches de todos os lugares -- é como a doença do bicho papão, basicamente. (Risos) Você pode ver -- você pode ver que esse código de barras é da mesma família, mas é diferente de parainfluenza-3, o que lhe causa uma gripe muito forte. E então nós estamos conseguindo assinaturas únicas, uma impressão digital para cada vírus. Polio e rhino: eles estão na mesma família, muito próximos um do outro. Rhino é a gripe comum, e todos vocês sabem o que polio é, e você pode ver que essas assinaturas são diferentes. E vírus da herpes associado com sarcoma de Kaposi mostra uma ótima assinatura aqui embaixo. E então não é uma faixa qualquer ou qualquer coisa assim que diz que eu tenho um vírus de um tipo específico aqui; é o código de barras que em conjunto representa a coisa toda.
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.
Tá certo, eu posso ver um rhinovírus -- e aqui está ampliado pequeno código de barras do rhinovírus -- mas e esses rhinovirus diferentes? Como eu sei qual rhinovirus eu tenho? Existem 102 variações conhecidas da gripe comum, e existem apenas 102 porque as pessoas se cansaram de coletá-los: existem variações novas todos os anos. E então, aqui estão quatro rhinovirus diferentes, e você pode ver, mesmo com seus próprios olhos, sem qualquer programa de computador que combine os padrões com algorítimos de reconhecimento, que você pode distinguir cada um desses códigos de barras um dos outros.
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?
Agora, isso é tipo um golpe baixo, porque eu sei qual é a sequência genética de todos esses rhinovirus, e na verdade eu desenvolvi o chip expressamente para ser capaz de separá-los, mas e os rhinovirus que nunca viram um sequenciador genético? Nós não sabemos qual é a sequência; nós apenas a pegamos do ambiente. Então, aqui estão quatro rhinovirus dos quais nós nunca soubemos nada -- ninguém nunca os sequenciou -- e você também pode ver que você tem padrões únicos e distinguíveis. Você pode imaginar a construção de uma biblioteca, seja ela real ou virtual, de impressões digitais de essencialmente todos os vírus. Mas isto é, de novo, um golpe baixo, né? Você tem células de culturas de tecidos: tem um montão de vírus. E as pessoas reais? Você não pode controlar pessoais reais, como você provavelmente sabe. Você não tem idéia do que alguém vai tossir em um copo, e isso é provavelmente complexo, certo? Poderia ter montes de bacterias, poderia ter mais de um vírus, e certamente tem material genético do hospedeiro, então como nós lidamos com isso? E como nós fazemos o controle positivo aqui?
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.
Bom, é bem simples. Esse sou eu, recebendo uma lavagem nasal. E a idéia é, vamos inocular pessoas experimentalmente com vírus então nós -- isso é tudo aprovado pelo IRB, na verdade; eles foram pagos. E basicamente nós experimentalmente inoculamos pessoas com o vírus da gripe comum. Ou, ainda melhor, vamos apenas pegar pessoas direto do pronto socorro -- infecções do trato respiratório indefinidas, adquiridas na comunidade. Você não tem idéia do que entra pela porta. Então, vamos começar com o controle positivo primeiro, onde nós sabemos que a pessoa era saudável. Eles receberam uma dose de vírus pelo nariz, vamos ver o que acontece.
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?
Dia zero: Nada acontece. Eles estão saudáveis; eles estão limpos -- é impressionante. Na verdade, nós pensávamos que o trato nasal estaria cheio de vírus mesmo quando você está andando por aí todo saudável. É muito claro. Se você está saudável, você está muito saudável. Dia dois: nós pegamos um padrão muito robusto de rhinovirus, e é muito semelhante ao que a gente consegue no laboratório com o nosso experimento de cultura de tecidos. Então isso é ótimo, mas ainda assim, tiro no escuro, certo? Nós colocamos um montão de vírus no nariz desse cara. Nós -- (Risos) -- Quero dizer, nós queremos que funcione. Quer dizer, ele realmente tinha uma gripe. Então, o que acontece com as pessoas que estão andando nas ruas?
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.
Então aqui estão dois indivíduos representados pelos seus códigos de identidade anônimos. Ambos têm rhinovirus; nós nunca vimos esse padrão no laboratório. Nós sequenciamos parte dos vírus deles; eles são novos rhinovirus que ninguém nunca viu. Lembre-se, nossas sequências conservadas com a evolução as quais estamos usando nesse conjunto para detectar menos vírus novos ou não caracterizados, porque nós escolhemos o que está conservado através da evolução. Aqui está outro cara. Você pode brincar do jogo do diagnóstico você mesmo. Esses blocos diferentes representam os diferentes vírus na família dos paramyxovirus, então você pode continuar procurando e ver onde o sinal está, você sabe. Bem, não tem o vírus CDV canino, o que é provavelmente bom. (Risos) Mas até você conseguir bloquear nove, você vai ver aquele vírus respiratório syncytial. Talvez eles tenham filhos. E aí você pode ver, também, o membro da família que está relacionado: o RSVB está aparecendo aqui. Então, isso é ótimo. Aqui está outro indivíduo, amostrado em dois dias diferentes -- visitas repetidas à clínica. Este indívíduo tem parainfluenza-1, e você pode ver que existe uma pequena faixa aqui para o vírus Sendai: isso é parainfluenza de ratos. As relações genéticas são muito próximas aqui. Isso é muito 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.
Então, nós construímos o chip. Nós fizemos um chip que tem todos os tipos de vírus já conhecidos e descobertos. Por que não? Cada vírus de planta, cada vírus de inseto, cada vírus marinho. Tudo que nós podemos pegar do GenBank -- isto é, o repositório nacional de sequências. Agora nós estamos usando esse chip. E para que nós estamos usando ele? Bem, primeiro de tudo, quando você tem um chip grande como esse, você precisa de um pouco mais de informática, então nós desenvolvemos o sistema para fazer diagnósticos automáticos. E a idéia é, nós simplesmente temos padrões virtuais -- porque nós nunca vamos ter amostras de todos os vírus; e isto seria praticamente impossível. Mas nós podemos ter padrões virtuais, e compará-los com nossos resultados observados, o que é uma mistura muito complexa, e vem com um tipo de escore da probabilidade de que seja um rhinovirus ou algo assim. E isso é com que isso se parece. Se, por exemplo, você usar uma cultura de células que está cronicamente infectada com papiloma, você tem uma pequena leitura de computador aqui, e nosso algoritmo diz que é provavelmente papiloma tipo 18. E isto é, de fato, com o que essas culturas de células em particular estão cronicamente infectadas.
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.
Então vamos fazer algo um pouco mais complicado. Nós colocamos um bip na clínica. Quando alguém aparece, e o hospital não sabe o que fazer por que eles não conseguem diagnosticar, eles ligam para nós. Essa é a idéia, e nós estamos estabelecendo isso perto de San Fransisco. E então, esse relato de caso aconteceu três semanas atrás. Nós temos uma mulher saudável de 28 anos, sem histórico de viagem, (inaudível), não fuma, não bebe. 10 dias de histórico de febre, suores noturnos, catarro com sangue -- ela está tossindo sangue -- dor muscular. Ela foi para a clínica, e eles lhe deram antibióticos, certo, e depois a mandaram para casa. Ela voltou depois de dez dias de febre, certo -- ainda tem febre -- e ela está hipoxica -- ela não tem muito oxigênio nos seus pulmões. Eles fizeram uma tomografia. Um pulmão normal estaria meio escuro e preto aqui. Toda essa parte branca -- não é bom. Essa formação parecida com uma árvore e brotos indica que tem uma inflamação; provavelmente tem uma infecção. OK. Então, o paciente foi tratado na época com um antibiótico de terceira geração cefalosporina, e doxiciclina, e no terceiro dia, não ajudou: ela continuou até falência aguda. Eles tiveram que entubá-la, então eles colocaram um tubo na garganta dela e eles começaram a ventilá-la mecanicamente. Ela não podia mais respirar sozinha. O que fazer depois? Não sei. Mudar os antibióticos, então eles trocaram para outro antibiótico, e Tamiflu, que -- não está claro porque eles acharam que ela tinha a gripe -- mas eles trocaram para 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.
E no sexto dia, eles basicamente pediram arrego. Você faz uma biópsia de pulmão aberto quando você não tem nenhuma outra opção. Existe uma taxa de mortalidade de oito por cento apenas por realizar esse procedimento, e então basicamente -- e o que eles aprenderam com isso? Você está olhando para a biopsia de pulmão aberto dela. E eu não sou patologista, mas você pode dizer muito a partir disso. Tudo o que você pode dizer é, existe muito inchaço: bronquiolite. Não era revelador: esse foi o relatório do patologista. E então, para o que ela foi testada? Eles têm seus próprios testes, claro, e então eles a testaram para mais de 70 diferentes combinações, para cada tipo de bactéria e fungos e combinações de vírus que você pode comprar na pronta entrega. SARS, metapneumovirus, HIV, RSV -- todos esses. Todos foram negativos. Mais de 100.000 dólares gastos com exames. Quero dizer, eles fizeram o máximo por essa mulher.
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.
E basicamente no oitavo dia de hospitalização, eles nos chamaram. Eles nos deram uma aspiração endotraqueal -- você sabe, um pouco de fluido da garganta, deste tubo que eles colocaram lá -- e eles nos deram isto. Nós colocamos no chip; o que nós vimos? Bem, nós vimos parainfluenza-4. Bem, que diabos é parainfluenza-4? Ninguém testa para parainfluenza-4. Ninguém liga para isso. Na verdade, não é nem muito sequenciada. Existe apenas um pedacinho dela que é sequenciado. Quase não existe nenhum estudo epidemiológico para ela. Ninguém nunca consideraria, porque ninguém tinha idéia que poderia causar falência respiratória. E por que isso? Apenas senso comum. Não existem dados -- nenhum dado para determinar se causa uma doença severa ou leve. Claramente, nós temos um caso de uma pessoa saudável que está piorando.
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?"
OK, este é um relato de caso. Eu vou dizer a vocês uma última coisa nestes últimos dois minutos isto não é publicado -- irá sair amanhã -- e é um caso interessante de como você pode usar esse chip para encontrar algo novo e abrir uma nova porta. Câncer de próstata. Eu não preciso mostrar muita estatística para vocês sobre câncer de próstata. A maioria de vocês já conhece: a terceira principal causa de fatalidades nos EUA. Vários fatores de risco, mas aqui está uma predisposição genética para o câncer de próstata. Para talvez cerca de 10 por cento dos câncers de próstata, existem pessoas que são predispostas a ele. E o primeiro gene que foi mapeado nos estudos de associação para isso, câncer de próstata que ocorre prematuramente, foi esse gene chamado RNASEL. O que é isso? É uma enzima de defesa antiviral. Então, nós estamos sentados pensando, Por que os homens que têm essa mutação, um defeito no sistema de defesa antiviral, têm câncer de próstata? Não faz sentido -- a não ser que, talvez, exista um vírus.
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.
Então, nós colocamos tumores -- e agora nós temos mais de 100 tumores -- na nossa coleção. E nós sabemos quem tem defeitos em RNASEL e quem não tem. E eu estou mostrando para vocês o sinal do chip aqui, e eu estou mostrando para vocês o bloco dos oligos de retrovírus. E o que eu estou dizendo para vocês aqui a partir deste sinal é, que homens que têm uma mutilação nesta enzima de defesa antiviral, e quem tem um tumor, geralmente tem -- 40 por cento das vezes -- uma assinatura que revela um novo retrovirus. OK, isso é bem louco. O que é isso? Então, nós clonamos o vírus inteiro. Primeiro de tudo, eu vou dizer a vocês o que uma pequena predição automática nos disse que era muito semelhante à um vírus de rato. Mas isso não nos diz muita coisa, então nós clonamos a coisa toda. E o genoma viral que eu estou mostrando para vocês aqui? É um clássico gamma retrovirus, mas é totalmente novo; ninguém tinha visto isso antes. Seu parente mais próximo é, na verdade, de ratos, e então nós chamariamos isso de um retrovirus xenotropico, porque está infectando uma espécie que não é ratos. E esta é uma pequena árvore filogenética para ver como ele é relacionado a outros vírus. E então o que nós fizemos para muitos pacientes agora, e nós podemos dizer que elas são todas infecções independentes. Eles todos têm o mesmo vírus, mas eles são diferentes o suficiente para que não haja nenhuma razão para acreditar que eles foram adquiridos independentemente. Está realmente no tecido? E eu vou finalizar com isso. Sim. Nós pegamos pedaços dessas biópsias do tecido do tumor e usamos materiais para localizar o vírus, e nós encontramos células aqui com partículas virais nelas. Esses caras realmente têm esses vírus.
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)
Esse vírus causa o câncer de próstata? Nada do que eu estou dizendo aqui implica em casualidade. Eu não sei. É um link para a oncogênese? Eu não sei. É o caso acreditar que esses caras são mais susceptíveis aos vírus? Pode ser. E isso pode não ter nada a ver com o câncer. Mas agora é uma porta. Nós temos uma forte associação entre a presença deste vírus e uma mutação genética que está relacionada com o câncer. É aqui que nós estamos. Então, tenho medo que isso gere mais perguntas do que respostas, mas isso é para o que, você sabe, a ciência é muito boa. Isto tudo feito por pessoas no laboratório; Eu não posso ficar com os créditos pela a maioria disso. Isto é uma colaboração entre mim e Don. Este é o cara que começou esse projeto no meu laboratório, e este é o cara que vem fazendo as coisas de próstata. Muito obrigado.