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.
Cum putem investiga flora de virusuri care ne înconjoară și să ajutăm medicina? Cum putem transforma cunoștințele noastre de virusologie într-un singur test simplu, portabil pentru stabilirea diagnosticului ? Vreau să transform tot ce știm despre detectarea virusurilor și despre spectrul de virusuri care există într-un mic cip.
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.
Când am început să ne gândim la acest proiect - cum să facem un test unic de diagnosticare pentru a analiza toți agenții patogeni simultan - am văzut că există niște probleme. În primul rând, virusurile sunt destul de complexe, și evoluează foarte repede. Acesta este un picornavirus. Picornavirusurile provoacă gripa comună și poliomielita, boli precum acestea. Acum priviți partea exterioară a virusului, unde culoarea galbenă constituie acele părți ale virusului care se dezvoltă foarte, foarte repede, iar părțile albastre nu se dezvoltă foarte rapid. Când oamenii creează reactivi care să detecteze toate virusurile, de obicei, capacitatea lor de a se dezvolta rapid e o problemă, cum putem detecta lucruri care se schimbă mereu? Dar evoluția înseamnă echilibru: unde există schimbări rapide, există și ultra-conservare - lucruri care nu se schimbă aproape niciodată.
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.
Am analizat acest lucru cu mai multă atenție, și o să vă arăt concluziile. Poți face asta de acasă, cu ajutorul unui computer. Am luat câteva picornavirusuri, care provoacă gripa comună, poliomielita etc. și le-am separat în segmente mici; am luat primul virus, virusul Coxsackie și l-am separat în mici segmente. Colorez aceste segmente mici în albastru dacă alt virus are o secvența din genom identică cu virusul respectiv. Aceste secvențe de sus - care nici nu codifică proteine - sunt aproape identice la toate aceste virusuri, deci aș putea folosi această secvență ca un marker pentru a detecta un spectru larg de virusuri, fără să fie nevoie să creez un marker pentru fiecare virus. În partea asta, diversitatea e mare: lucrurile evoluează rapid aici. În partea de jos, evoluția e mai lentă, diversitatea mai redusă.
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.
Până ajungem aici, la virusul paraliziei acute la albine - probabil că nu te simți bine, ca albină, dacă îl ai - nu e aproape nicio asemănare între acest virus și virusul Coxsackie, dar vă garantez că secvențele conservate cel mai bine printre aceste virusuri din partea dreaptă a ecranului se află în regiunile identice de aici, de sus. Putem încapsula aceste regiuni de ultraconservare de-a lungul evoluției alegând elementele de ADN sau ARN din aceste regiuni pentru a crea reactivi de detecție pe cipurile noastre.
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)
Asta am făcut, dar cum punem acest lucru în practică? Multă vreme, când eram doctorand, m-am jucat încercând să creez cipuri ADN - prin imprimarea ADN-ului pe sticlă. Asta e ce vedeți aici: aceste puncte mici constituie ADN lipit pe sticlă, pot să pun mii de astfel de puncte pe cipul nostru de sticlă și să le folosesc drept reactivi de detecție. Am dus cipul la Hewlett-Packard și am analizat un astfel de punct cu microscopul atomic și asta e ce se vede: puteți vedea fragmentele de ADN de pe sticlă. Deci, copiem ADN-ul pe sticlă - firișoarele acelea - și ele vor fi markerii pentru agenții patogeni. Creez roboți mici în laborator pentru a face aceste cipuri și chiar vreau să răspândesc tehnologia. Dacă ai suficienți bani să cumperi un Camry, poți și tu să construiești un astfel de robot, am pus un manual detaliat, gratuit pe internet, cumperi componente gata făcute - și îți construiești un aparat de detectare a ADN-ului în garaj. Iată secțiunea despre importantul întrerupător de urgență. (Râsete) Fiecare mașină importantă are un buton mare, roșu. De fapt, e destul de simplu. Poți să faci cipuri ADN în garaj și să decodezi câteva programe genetice destul de rapid. E distractiv. (Râsete)
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.
Ce am făcut noi - chiar e un proiect interesant - am început prin a face un cip cu virusurile sistemului respirator. Am vorbit despre asta - e acea situație în care te duci într-o clinică și nu ești diagnosticat. Punem toate virusurile sistemului respirator pe un cip și mai adăugăm virusul herpesului ca să fim siguri - adică, de ce nu? Primul lucru pe care îl faci ca om de știință e să te asiguri că lucrurile funcționează. Asta am făcut, am luat celule din culturile celulare și le-am infectat cu diverse virusuri, apoi am colorat acidul nucleic cu material fluorescent, materialul genetic care rezultă din aceste celule de cultură - majoritatea material viral - și le-am pus pe lamelă să vedem unde se lipesc. Dacă secvențele ADN se potrivesc, ele se vor lipi și astfel ne putem uita la acele puncte. Dacă punctele se luminează, știm că acolo e un virus.
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.
Cam așa arată un astfel de cip și punctele roșii sunt semnale care provin de la virus. Fiecare punct reprezintă o familie diferită de virusuri, de specii de virusuri. Informația se înțelege greu în acest mod, așa că o voi înregistra sub forma unui cod de bare, grupat pe familii, ca să vedeți rezultatul într-un mod foarte intuitiv. Am prelevat probe de culturi celulare și le-am infectat cu un adenovirus și puteți vedea acest mic cod de bare galben lângă adenovirus. Le-am infectat și cu virusul paragripei de tip 3 - e un paramixovirus - iată un mic cod de bare aici. Apoi am folosit virusul respirator sincitial, marea problemă a creșelor de peste tot - în principiu, e ca boala mucusului nazal. (Râsete) Puteți vedea că acest cod de bare aparține aceleiași familii, dar e diferit de paragripa 3, care provoacă o răceală foarte puternică. Avem urme unice, o amprentă pentru fiecare virus. Virusurile poliomielitei și rinoreei: sunt din aceeași familie, sunt foarte asemănătoare. Rinoreea este răceala comună și știți ce e poliomielita; vedeți că aceste amprente sunt distincte. Și virusul herpesului asociat cu sarcomul lui Kaposi lasă o amprentă clară aici, în partea de jos. Deci, nu o singură dungă sau alt lucru îmi spune că am de-a face cu un virus anume; codul de bare reprezintă, în ansamblul său, întregul virus.
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.
Ok, pot vedea virusul rinoreei - iată aici imaginea mărită a codului pentru virusul rinoreei - dar cum rămâne cu diferitele rinovirusuri ? De unde știu despre ce rinovirus e vorba? Există 102 tipuri de gripă comună, sunt doar 102 fiindcă oamenii se plictisesc adunându-le: în fiecare an apar tipuri noi. Aici sunt patru rinovirusuri diferite și puteți vedea cu ochiul liber fără vreun program sofisticat de recunoaștere, fără softuri cu algoritmi de recunoaștere, că puteți distinge aceste coduri de bare, unele de altele.
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?
Nu prea joc corect fiindcă știu care e secvența genetică a acestor rinovirusuri și am proiectat cipul special pentru a fi capabil să le deosebească, dar ce facem cu rinovirusurile care nu au fost analizate de un secvențiator genetic? Nu le cunoaștem secvența; tocmai le-am izolat. Aici sunt patru rinovirusuri despre care nu știam nimic - nu le-a analizat nimeni secvența - și puteți vedea că există tipare unice, distincte. E ca și cum ai construi o bibliotecă, reală sau virtuală, cu amprentele fiecărui virus. Dar iar, e prea ușor, nu? Gândiți-vă la culturile celulare: au o tonă de virusuri. Ce se întâmplă în cazul oamenilor? Nu poți controla oamenii, după cum știți probabil. Nu știi ce virusuri se transmit pe o cană prin tuse, probabil e un lucru complex, nu? S-ar putea să fie multe bacterii, mai multe virusuri, care au cu siguranță material genetic. Ce facem acum? Cum realizăm un control pozitiv în acest caz?
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.
E destul de simplu. Ăsta-s eu, în timp de mi se fac spălături nazale. Ideea e ca oamenii să fie inoculați experimental cu un virus pentru ca noi - apropo, Comisa de etică și-a dat acordul. Au primit bani. În principiu, inoculăm oamenii cu virusul gripei comune. Sau și mai bine, luăm oamenii chiar de la Urgențe - cu infecții necunoscute ale tractului respirator luate în comunitate. Habar nu aveți ce intră pe ușă. Hai să începem cu un control pozitiv, unde știm că persoana a fost sănătoasă. Li se inoculează virusul pe nas, să vedem ce li se întâmplă.
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?
Prima zi: nu se întâmplă nimic. Sunt sănătoși, nu sunt afectați. E uimitor. Am crezut că tractul nazal va fi plin de virusuri chiar și când ești sănătos. E destul de curat. Ești sănătos. Ziua doi: obținem o mostră foarte clară de rinovirus, e foarte similar cu ceea ce obținem în laborator în experimentele pe culturi celulare. E minunat, dar am cam trișat iar, nu? Introducem o tonă de virusuri pe nasul acestui tip. (Râsete) Vreau să spun că am vrut să meargă. Tipul chiar a răcit. Cum rămâne cu oamenii care vin de afară, de pe stradă?
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.
Iată doi indivizi reprezentați de codurile lor ADN anonime. Ambii au rinovirusuri; nu am văzut niciodată acest tip de virusuri în laborator. Am creat secvențe cu unele părți din virusurile lor; sunt rinovirusuri noi, nimeni nu le-a mai văzut. Amintiți-vă secvențele păstrate de evoluție pe care le folosim în acest algoritm ne permit să detectăm chiar și virusurile noi, necunoscute, pentru că izolăm ceea ce s-a păstrat de-a lungul evoluției. Iată alt tip. Aici puteți să vă jucați de-a găsitul diagnosticului. Aceste blocuri diferite reprezintă diversele virusuri din familia paramixovirusurilor, deci, poți merge în jos să vedeți unde e semnalul. Nu are jigodie; probabil e de bine. (Râsete) Dar până ajungi la blocul nouă, vezi virusul respirator sincitial. Poate că au copii. Și apoi vezi și subgrupa familiei cu care e înrudit: e VRS de tip B. E minunat, deci. Iată alt pacient căruia i-am luat mostre în două zile diferite - vizite repetate la clinică. Acest individ are paragripă de tip 1, vedeți o mică bandă aici de la virusul Sendai: asta e paragripa la șoareci. Legăturile genetice sunt foarte apropiate aici. E distractiv.
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.
Deci, am construit cipul. Am făcut un cip care conține toate virusurile descoperite vreodată. De ce nu? Toate virusurile plantelor, ale insectelor, toate virusurile marine. Orice am putut scoate de la Banca de Gene, locul unde sunt stocate secvențele la nivel național. Acum folosim acest cip. Și pentru ce îl folosim? În primul rând, când ai un cip atât de mare, ai nevoie de mai multe cunoștințe informatice, așa că am proiectat sistemul pentru a diagnostica automat. Ideea este că avem modele virtuale - fiindcă nu vom avea niciodată mostre din fiecare virus; ar fi practic imposibil. Dar putem obține modele virtuale, și le putem compara cu rezultatele observate, e o muncă foarte complexă, și putem obține un fel de statistică despre cât e de probabil ca acela să fie un rinovirus sau altceva. Cam așa arată. Dacă foloseai culturi celulare infectate cronic cu virusul papiloma, atunci obții o analiză făcută de computer, iar algoritmul spune că probabil e papiloma tipul 18. Într-adevăr, culturile celulare sunt infectate cronic cu acest virus.
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.
Haideți să facem ceva mai complicat. Punem pagerul în clinică. Când vine cineva și cei de la spital nu știu ce să facă, fiindcă nu pot stabili diagnosticul, atunci ne cheamă pe noi. Asta e ideea și pregătim acest lucru în Bay Area. Acest caz a venit în urmă cu trei săptămâni. Avem o femeie de 28 de ani, care nu a călătorit, nu fumează, nu bea. Timp de 10 zile a avut febră, transpirații nocturne, spută cu sânge - expectorează sânge - are dureri musculare. A venit la clinică și i-au dat antibiotice, apoi au trimis-o acasă. A revenit după 10 zile - incă mai avea febră - era hipoxică - nu avea suficient oxigen în plămâni. I-au făcut o tomografie. Un plămân normal are o culoare întunecată și neagră aici. Toată partea asta albă - nu e de bine. Această formă de copac indică prezența unei inflamații; e probabil să fie o infecție. OK, pacienta a fost tratată cu antibiotice cefalosporinice de a treia generație și doxaciclină, după trei zile - niciun efect. Starea s-a înrăutățit, avea insuficiență respiratorie acută. A trebuit să fie intubată, i-au băgat un tub în gât și au început să o ventileze mecanic. Nu mai putea respira singură. Ce era de făcut? Nu știu. Să schimbe antibioticele, așa că i-au dat altele și Tamiflu - nu e clar de ce au crezut că avea gripă - dar au trecut pe 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.
Și în ziua a șasea, practic au renunțat. Faci o biopsie pe plămân deschis când nu mai ai altă opțiune. Procedura în sine implică un risc de deces de 8%. Deci, ce au învățat din acest lucru? Vă uitați la biopsia ei pe plămân deschis. Nu sunt patolog, dar nu poți extrage multe informații de aici. Tot ce vezi e o inflamație majoră: bronșiolită. Cauza necunoscută: așa spune raportul patologului. Atunci pentru ce au testat-o? Ei au propriile lor teste, bineînțeles, așa că i-au făcut peste 70 de teste pentru toate bacteriile, ciupercile și infecțiile virale, teste pe care le poți cumpăra: pentru SARS, metapneumovirusuri, HIV, VRS - toate astea. Rezultatele au fost negative. Testele au costat peste 100.000 de dolari. Au făcut tot ce au putut pentru ea.
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.
Și ne-au sunat în cea de-a opta zi de spitalizare. Ne-au dat secreții endotraheale - probe de fluid din gât, din tubul pe care i l-au pus în gât. L-am pus pe cip. Și ce vedem? Vedem paragripa de tip 4. Ce naiba e paragripa de tip 4? Nimeni nu face teste pentru paragripa de tip 4. De fapt, nici nu este împărțită clar pe secvențe. Doar o parte a fost împărțită pe secvențe. Nu există aproape niciun studiu epidemiologic asupra ei. Nimeni nu ar lua-o nici măcar în calcul fiindcă nimeni nu bănuia că poate provoca insuficiență respiratorie. De ce? Din cauza cunoștințelor. Nu există informații care să dovedească că provoacă boli grave sau ușoare. Dar e clar, avem o persoană sănătoasă a cărei stare se înrăutățește.
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, acesta este un caz. În următoarele două minute vă voi spune un ultim lucru, care nu este publicat - va ieși mâine - e un exemplu interesant despre cum poți folosi cipul pentru a găsi ceva nou și a deschide o ușă nouă. Cancerul de prostată. Nu trebuie să vă prezint multe statistici despre cancerul de prostată. Majoritatea știți deja: locul trei în topul deceselor cauzate de cancer în SUA. Sunt mulți factori de risc, dar există o predispoziție genetică să dezvolți cancerul de prostată. În aproape 10% din cazurile de cancer de prostată, oamenii sunt predispuși să îl dezvolte. Prima genă identificată în studii comune în acest scop, care declanșează cancerul de prostată se numește RNASEL. Ce e asta? E o enzimă pentru apărarea antivirală. Stăteam și ne gândeam: de ce bărbații care au o mutație, un defect în sistemul de apărare antivirală, ar dezvolta cancer la prostată? Nu are sens, doar dacă există 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.
Deci, punem tumori - acum avem peste 100 de tumori - pe cipul nostru. Și știm cine are mutații în RNASEL și cine nu. Vă arăt semnalul de la cip aici și vi-l arăt pentru blocul oligoelementelor retrovirale. Ce vă pot spune analizând semnalul e că bărbații care au o mutație în această enzimă de apărare antivirală și care au o tumoare, au adesea - în 40% din cazuri - o semnătură care arată prezența unui nou retrovirus. Ok, e destul de ciudat. Despre ce e vorba? Clonăm întregul virus. În primul rând, o analiză pe calculator ne-a arătat că era foarte similar cu virusul la șoareci. Asta nu ne spune prea multe, deci clonăm totul. Și genomul viral pe care vi-l arăt aici? E un retrovirus clasic de tipul gama, dar e complet nou; nimeni nu l-a mai întâlnit. Ruda sa cea mai apropiată se găsește la șoareci și așa l-am numit retrovirusul xenotropic, pentru că afectează o altă specie decât șoarecii. Asta e un mic arbore filogenetic ca să vedem cum se înrudește cu alte virusuri. L-am aplicat multor pacienți deja și putem spune că toate infecțiile sunt independente. Toate au același virus, dar sunt suficient de diferite pentru a crede că au fost dobândite în mod independent. Virusul chiar e în țesut? Voi termina după asta. Da. Luăm bucăți din aceste biopsii de țesut tumoral și folosim materialul pentru a localiza virusul și găsim aici celule care au particule virale în ele. Acești tipi chiar poartă virusul.
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)
Acest virus cauzează cancerul de prostată? Nimic din ce spun aici nu implică cauzalitatea. Nu știu. Are legătură cu oncogeneza? Nu știu. Oare acești tipi sunt mai predispuși să contracteze virusuri? S-ar putea. Și s-ar putea ca asta să nu aibă deloc de-a face cu cancerul. Dar acum avem o ipoteză. E o legătură puternică între prezența acestui virus și o mutație genetică care a fost legată de cancer. În stagiul acesta ne aflăm. Mi-e teamă că avem mai multe întrebări decât răspunsuri, dar știința chiar se pricepe la asta. Totul e posibil datorită oamenilor din laborator; nu îmi pot asuma meritul pentru tot. E o colaborare între mine și Don. El e tipul care a început proiectul în laboratorul meu și care s-a ocupat de studiul despre prostată. Vă mulțumesc!