I'm going to start with a little story. So, I grew up in this neighborhood. When I was 15 years old, I went from being what I think was a strapping young athlete, over four months, slowly wasting away until I was basically a famine victim with an unquenchable thirst. I had basically digested away my body. And this all came to a head when I was on a backpacking trip, my first one ever actually, on Old Rag Mountain in West Virginia, and was putting my face into puddles of water and drinking like a dog.
Vou começar com uma pequena história Eu cresci neste bairro. Quando tinha 15 anos, eu era o que supunha ser um jovem atleta forte e, em quatro meses, fui perdendo peso até parecer uma vítima da fome e com uma sede insaciável. Tinha digerido o meu corpo. Dei-me conta de tudo isso durante uma caminhada, a minha primeira caminhada, na montanha Old Rag na Virgína do Oeste. Enfiava a cara nas poças de água e bebia como um cão.
That night, I was taken into the emergency room and diagnosed as a type 1 diabetic in full-blown ketoacidosis. And I recovered, thanks to the miracles of modern medicine, insulin and other things, and gained all my weight back and more.
Naquela noite, fui levado para a sala de urgências e diagnosticaram-me diabetes tipo 1 em estado de cetoacidose. Recuperei, graças aos milagres da medicina moderna, da insulina e de outras coisas, recuperei o meu peso e ainda mais.
And something festered inside me after this happened. What I thought about was, what caused the diabetes? You see, diabetes is an autoimmune disease where your body fights itself, and at the time people thought that somehow maybe exposure to a pathogen had triggered my immune system to fight the pathogen and then kill the cells that make insulin. And this is what I thought for a long period of time, and that's in fact what medicine and people have focused on quite a bit, the microbes that do bad things. And that's where I need my assistant here now. You may recognize her.
Depois de isso acontecer. fiquei preocupado. O que eu pensei foi: "O que é que causou a diabetes?" A diabetes é uma doença autoimune, em que o corpo luta contra si mesmo. Naquela época, as pessoas pensavam que, provavelmente, a exposição a um patogénico tinha feito com que o meu sistema imunológico lutasse contra o patogénico e depois matasse as células que produzem insulina. Foi isso que eu pensei durante muito tempo e, de facto, é nisso que a medicina e as pessoas se têm concentrado muito, nos micróbios que fazem coisas ruins. Agora preciso da minha assistente. Pode ser que vocês a reconheçam.
So, I went yesterday, I apologize, I skipped a few of the talks, and I went over to the National Academy of Sciences building, and they sell toys, giant microbes. And here we go! So you have caught flesh-eating disease if you caught that one. I gotta get back out my baseball ability here.
Ontem fui — desculpem, perdi algumas das palestras — fui ao edifício da Academia Nacional de Ciências. Eles vendem brinquedos, micróbios gigantes. E olhem só! Se apanharem este, vão apanhar a doença que come a nossa carne. Tenho que recuperar o meu jeito para o basquetebol.
(Laughter)
(Risos)
So, unfortunately or not surprisingly, most of the microbes they sell at the National Academy building are pathogens. Everybody focuses on the things that kill us, and that's what I was focusing on. And it turns out that we are covered in a cloud of microbes, and those microbes actually do us good much of the time, rather than killing us. And so, we've known about this for some period of time. People have used microscopes to look at the microbes that cover us, I know you're not paying attention to me, but ...
Lamentavelmente, ou nem tanto, a maioria dos micróbios, que eles vendem no edifício da Academia Nacional, são patogénicos. Toda a gente se concentra nas coisas que nos matam, e era nisso que eu estava a concentrar-me. Acontece que nós estamos cobertos por uma nuvem de micróbios, e esses micróbios habitualmente são-nos benéficos, em vez de nos matarem. E isso é uma coisa que já sabemos há algum tempo. As pessoas têm utilizado microscópios para observar os micróbios que nos cobrem. Eu sei que vocês não me estão a dar atenção, mas...
(Laughter)
(Risos)
The microbes that cover us. And if you look at them in the microscope, you can see that we actually have 10 times as many cells of microbes on us as we have human cells. There's more mass in the microbes than the mass of our brain.
Os micróbios que nos cobrem... Se os observarmos ao microscópio, podemos ver que temos dentro de nós 10 vezes mais células de micróbios do que de células humanas. Há mais massa nos micróbios do que a massa do nosso cérebro.
We are literally a teeming ecosystem of microorganisms. And unfortunately, if you want to learn about the microorganisms, just looking at them in a microscope is not sufficient. And so we just heard about the DNA sequencing. It turns out that one of the best ways to look at microbes and to understand them is to look at their DNA. And that's what I've been doing for 20 years, using DNA sequencing, collecting samples from various places, including the human body, reading the DNA sequence and then using that DNA sequencing to tell us about the microbes that are in a particular place.
Somos literalmente um ecossistema abundante de microorganismos. Infelizmente, se quisermos conhecer melhor os microorganismos, não basta observá-los ao microscópio. Ouvimos falar há pouco sobre a sequenciação do ADN. Uma das melhores formas de observar micróbios e entendê-los é observar o seu ADN. É o que eu tenho estado a fazer há 20 anos, utilizando a sequenciação do ADN, recolhendo amostras em vários lugares, incluindo o corpo humano, lendo a sequência do ADN, e utilizando a sequenciação do ADN para conhecer os micróbios que se encontram num determinado lugar.
And what's amazing, when you use this technology, for example, looking at humans, we're not just covered in a sea of microbes. There are thousands upon thousands of different kinds of microbes on us. We have millions of genes of microbes in our human microbiome covering us. And so this microbial diversity differs between people, and what people have been thinking about in the last 10, maybe 15 years is, maybe these microbes, this microbial cloud in and on us, and the variation between us, may be responsible for some of the health and illness differences between us.
O que é incrível, quando utilizamos esta tecnología, — por exemplo, observando pessoas — é que não estamos apenas cobertos por um mar de micróbios. Existem em nós milhares e milhares de micróbios de diferentes tipos. Temos milhões de genes de micróbios no nosso microbioma humano, que nos cobrem. Essa diversidade microbiana varia de pessoa para pessoa. O que as pessoas têm pensado nos últimos 10 ou 15 anos, é que talvez esta nuvem microbiana dentro e sobre nós, e as variações entre nós, possam ser responsáveis por algumas das diferenças de saúde e doença entre nós.
And that comes back to the diabetes story I was telling you. It turns out that people now think that one of the triggers for type 1 diabetes is not fighting a pathogen, but is in fact trying to -- miscommunicating with the microbes that live in and on you. And somehow maybe the microbial community that's in and on me got off, and then this triggered some sort of immune response and led to me killing the cells that make insulin in my body.
Isso faz-nos regressar à história da diabetes que eu estava a contar. Acontece que as pessoas agora pensam que uma das causas para diabetes tipo 1 não é a luta contra um patogénico, mas é tentar comunicar incorretamente com os micróbios que vivem dentro e sobre nós. De algum modo, talvez a comunidade microbiana que está dentro e sobre mim se desequilibrou, e isso precipitou uma resposta imunológica qualquer que fez com que eu matasse as células
And so what I want to tell you about for a few minutes is, what people have learned using DNA sequencing techniques in particular, to study the microbial cloud that lives in and on us. And I want to tell you a story about a personal project. My first personal experience with studying the microbes on the human body actually came from a talk that I gave, right around the corner from here at Georgetown.
que produzem a insulina no meu corpo. O que eu quero dizer durante alguns minutos é o que as pessoas têm aprendido ao utilizarem as técnicas de sequenciação do ADN, em particular, para estudarem a nuvem microbiana que vive dentro e sobre nós. Quero contar-vos uma história sobre um projeto pessoal. A minha primeira experiência pessoal com o estudo dos micróbios no corpo humano veio de uma palestra que eu fiz, mesmo aqui ao pé, em Georgetown.
I gave a talk, and a family friend who happened to be the Dean of Georgetown Medical School was at the talk, and came up to me afterwards saying, they were doing a study of ileal transplants in people. And they wanted to look at the microbes after the transplants.
Fiz uma palestra, e um amigo da família que, por acaso, era o diretor da Escola de Medicina de Georgetown, assistiu à palestra, e depois veio falar comigo para me dizer que eles estavam a fazer um estudo sobre transplante de íleo em pessoas. Queriam observar os micróbios depois dos transplantes.
And so I started a collaboration with this person, Michael Zasloff and Thomas Fishbein, to look at the microbes that colonized these ilea after they were transplanted into a recipient. And I can tell you all the details about the microbial study that we did there, but the reason I want to tell you this story is something really striking that they did at the beginning of this project. They take the donor ileum, which is filled with microbes from a donor and they have a recipient who might have a problem with their microbial community, say Crohn's disease, and they sterilized the donor ileum. Cleaned out all the microbes, and then put it in the recipient. They did this because this was common practice in medicine, even though it was obvious that this was not a good idea.
Então eu comecei uma colaboração com essa pessoa, com Michael Zasloff e Thomas Fishbein, para observar os micróbios que colonizaram esses íleos depois de terem sido transplantados para um recipiente. Podia contar todos os pormenores sobre o estudo microbiano que ali fizemos, mas quero contar-vos esta história por causa de uma coisa realmente chocante que eles faziam no início desse projeto. Agarram no íleo do doador, que está repleto de micróbios do doador, têm uma pessoa recetora que pode ter um problema com a comunidade microbiana, digamos a doença de Crohn, esterilizam o íleo do doador, eliminam todos os micróbios, e depois colocam-no na pessoa recetora. Faziam isso porque era essa a prática corrente em medicina, apesar de ser óbvio que não era uma boa ideia.
And fortunately, in the course of this project, the transplant surgeons and the other people decided, forget common practice. We have to switch. So they actually switched to leaving some of the microbial community in the ileum. They leave the microbes with the donor, and theoretically that might help the people who are receiving this ileal transplant.
Felizmente, no decorrer deste projeto, os cirurgiões de transplante e as outras pessoas decidiram esquecer a prática corrente. "Temos que mudar!" Mudaram mesmo e deixam parte da comunidade microbiana no íleo. Deixam os micróbios com o doador, e teoricamente isso poderia ajudar as pessoas que recebem esse transplante do íleo.
And so, people -- this is a study that I did now. In the last few years there's been a great expansion in using DNA technology to study the microbes in and on people. There's something called the Human Microbiome Project that's going on in the United States, and MetaHIT going on in Europe, and a lot of other projects.
Este é um estudo que fiz agora. Nos últimos anos tem havido uma grande expansão na utilização da tecnologia do ADN para estudar os micróbios dentro e sobre as pessoas. Há uma coisa chamada o Projeto do Microbioma Humano que está a decorrer nos Estados Unidos da América,
And when people have done a variety of studies, they have learned things such as, when a baby is born, during vaginal delivery you get colonized by the microbes from your mother. There are risk factors associated with cesarean sections, some of those risk factors may be due to mis-colonization when you carve a baby out of its mother rather than being delivered through the birth canal. And a variety of other studies have shown that the microbial community that lives in and on us helps in development of the immune system, helps in fighting off pathogens, helps in our metabolism, and determining our metabolic rate, probably determines our odor, and may even shape our behavior in a variety of ways.
o MetaHIT que decorre na Europa, e muitos outros projetos. Depois de as pessoas fazerem uma série de estudos, aprenderam coisas como, quando um bebé nasce, num parto natural, é colonizado pelos micróbios da mãe. Há fatores de risco associados com uma cesariana. Alguns desses fatores de risco podem ser devidos a uma colonização deficiente quando se extrai um bebé da mãe em vez de ele sair pelo canal de nascimento. Outra série de estudos tem demonstrado que a comunidade microbiana que vive dentro e sobre nós ajuda no desenvolvimento do sistema imunológico, ajuda a lutar contra bactérias patógenicas, ajuda o nosso metabolismo, e ajuda a determinar a nossa taxa metabólica, provavelmente determina o nosso cheiro, e pode até formar o nosso comportamento de diversas formas.
And so, these studies have documented or suggested out of a variety of important functions for the microbial community, this cloud, the non-pathogens that live in and on us. And one area that I think is very interesting, which many of you may have now that we've thrown microbes into the crowd, is something that I would call "germophobia." So people are really into cleanliness, right? We have antibiotics in our kitchen counters, people are washing every part of them all of the time, we pump antibiotics into our food, into our communities, we take antibiotics excessively.
Estes estudos têm documentado ou sugerido diversas funções importantes para a comunidade microbiana, essa nuvem de não-patogénicos que vive dentro e sobre nós. Uma área que eu penso ser muito interessante, que muito de vocês devem ter, agora que atirámos micróbios na plateia, é uma coisa a que eu poderia chamar de ˝germofobia.˝ As pessoas gostam mesmo de limpeza, não é? Temos antibióticos na bancada da cozinha. As pessoas passam a vida a lavar todas as partes do corpo. Colocamos antibióticos na comida, nas nossas comunidades.
And killing pathogens is a good thing if you're sick, but we should understand that when we pump chemicals and antibiotics into our world, that we're also killing the cloud of microbes that live in and on us. And excessive use of antibiotics, in particular in children, has been shown to be associated with, again, risk factors for obesity, for autoimmune diseases, for a variety of problems that are probably due to disruption of the microbial community.
Tomamos demasiados antibióticos. Ora bem, matar as bactérias patogénicas é bom se estivermos doentes mas devemos perceber que, quando enchemos o mundo de químicos e de antibióticos, também estamos a matar a nuvem de micróbios que vive dentro e sobre nós. Está demonstrado que o uso excessivo de antibióticos, em especial nas crianças, está associado, mais uma vez, a fatores de risco para a obesidade, para doenças autoimunes, para uma série de problemas que provavelmente são devidos
So the microbial community can go wrong whether we want it to or not, or we can kill it with antibiotics, but what can we do to restore it? I'm sure many people here have heard about probiotics. Probiotics are one thing that you can try and do to restore the microbial community that is in and on you. And they definitely have been shown to be effective in some cases. There's a project going on at UC Davis where people are using probiotics to try and treat, prevent, necrotizing enterocolitis in premature infants. Premature infants have real problems with their microbial community. And it may be that probiotics can help prevent the development of this horrible necrotizing enterocolitis in these premature infants.
a perturbações da comunidade microbiana. A comunidade microbiana pode enganar-se, quer queiramos, quer não, ou podemos ser nós a matá-la com antibióticos. O que é que podemos fazer para a restaurar? Tenho a certeza que muitas pessoas aqui têm ouvido falar de probióticos. Os probióticos são uma coisa que podemos experimentar para repor a comunidade microbiana que vive dentro e sobre nós. Têm demonstrado ser eficazes nalguns casos. Há um projeto em marcha na Universidade Davis, da Califórnia, em que as pessoas estão a usar probióticos para tentar tratar ou prevenir enterocolite necrosante em bebés prematuros. Os bebés prematuros podem ter problemas com a sua comunidade microbiana. E talvez os probióticos possam ajudar a prevenir o desenvolvimento desta terrível enterocolite necrosante nos bebés prematuros.
But probiotics are sort of a very, very simple solution. Most of the pills that you can take or the yogurts that you can eat have one or two species in them, maybe five species in them, and the human community is thousands upon thousands of species. So what can we do to restore our microbial community when we have thousands and thousands of species on us?
Mas os probióticos são um tipo de solução muito simples. A maioria das pílulas que tomamos ou os iogurtes que comemos contêm uma ou duas espécies, talvez mesmo cinco espécies, e a comunidade humana tem milhares e milhares de espécies. Então o que podemos fazer para restaurar a nossa comunidade microbiana quando temos milhares e milhares de espécies em nós?
Well, one thing that animals seem to do is, they eat poo -- coprophagia. And it turns out that many veterinarians, old school veterinarians in particular, have been doing something called "poo tea," not booty, but poo tea, to treat colic and other ailments in horses and cows and things like that, where you make tea from the poo from a healthy individual animal and you feed it to a sick animal. Although, unless you have a fistulated cow with a big hole in its side, and you can put your hand into its rumen, it's hard to imagine that the delivery of microbes directly into the mouth and through the entire top of the digestive tract is the best delivery system, so you may have heard in people they are now doing fecal transplants, where rather than delivering a couple of probiotic microbes through the mouth, they are delivering a community of probiotics, a community of microbes from a healthy donor, through the other end.
Uma coisa que os animais parecem fazer é que eles comem cocó — coprofagia. Há muitos veterinários, veterinários da velha escola, em particular, que têm feito uma coisa chamada ˝chá de cocó˝ não é fezes, é chá de cocó, para tratar cólicas e outros males em cavalos, vacas e animais desse tipo. Faz-se um chá com o cocó de um animal saudável e dá-se a beber ao animal doente. Embora, a menos que tenhamos uma vaca com uma fístula, com um grande buraco no flanco, e possamos meter a mão na pança dela, é difícil imaginar que colocar micróbios diretamente na boca e através da parte superior do tubo digestivo seja o melhor sistema de tratamento. Podem ter ouvido falar de pessoas que estão a fazer transplantes fecais, em que, em vez de administrar micróbios probióticos de forma oral, administram uma comunidade de probióticos, uma comunidade de micróbios de um doador saudável, pelo outro lado.
And this has turned out to be very effective in fighting certain intransigent infectious diseases like Clostridium difficile infections that can stay with people for years and years and years. Transplants of the feces, of the microbes from the feces, from a healthy donor has actually been shown to cure systemic C. dif infections in some people.
Isto tem demonstrado ser muito eficaz na luta contra certas doenças infecciosas intransigentes como as infeções Clostridium difficile, que podem permanecer nas pessoas durante anos e anos. Os transplantes das fezes, dos micróbios das fezes, de um doador saudável têm, de facto, demonstrado curar diversas infeções sistémicas C nalgumas pessoas.
Now what these transplants, these fecal transplants, or the poo tea suggest to me, and many other people have come up with this same idea, is that the microbial community in and on us, it's an organ. We should view it as a functioning organ, part of ourselves. We should treat it carefully and with respect, and we do not want to mess with it, say by C-sections or by antibiotics or excessive cleanliness, without some real good justification.
O que estes transplantes, estes transplantes fecais, ou o chá de cocó, me sugerem, e muitas outras pessoas têm tido a mesma ideia, é que a comunidade microbiana dentro e sobre nós, é um órgão. Devíamos vê-la como um órgão funcional, que faz parte de nós. Devíamos tratá-la com cuidado e respeito. Não queremos interferir com ela, como acontece nas cesarianas ou com os antibióticos, ou com a limpeza excessiva, sem uma boa justificação.
And what the DNA sequencing technologies are allowing people to do now is do detailed studies of, say, 100 patients who have Crohn's disease and 100 people who don't have Crohn's disease. Or 100 people who took antibiotics when they were little, and 100 people who did not take antibiotics. And we can now start to compare the community of microbes and their genes and see if there are differences. And eventually we may be able to understand if they're not just correlative differences, but causative. Studies in model systems like mouse and other animals are also helping do this, but people are now using these technologies because they've gotten very cheap, to study the microbes in and on a variety of people.
O que as tecnologias de sequenciação do ADN estão a permitir que as pessoas façam agora é um estudo detalhado de 100 pacientes que têm a doença de Crohn e 100 pessoas que não têm a doença de Crohn. Ou 100 pessoas que tomaram antibióticos quando eram pequenas, e 100 pessoas que não tomaram antibióticos. Podemos agora começar a comparar a comunidade de micróbios e os seus genes e ver se há diferenças. Com o tempo, poderemos perceber se não são diferenças correlativas, mas causais. Estudos em sistemas modelos como ratos e outros animais também estão a ajudar nisso, mas as pessoas estão agora a usar estas tecnologías porque elas se tornaram muito baratas, para estudar os micróbios dentro e sobre uma série de pessoas.
So, in wrapping up, what I want to tell you about is, I didn't tell you a part of the story of coming down with diabetes. It turns out that my father was an M.D., actually studied hormones. I told him many times that I was tired, thirsty, not feeling very good. And he shrugged it off, I think he either thought I was just complaining a lot, or it was the typical M.D. "nothing can be wrong with my children." We even went to the International Society of Endocrinology meeting as family in Quebec. And I was getting up every five minutes to pee, and drinking everybody's water at the table, and I think they all thought I was a druggie.
Em resumo, o que eu quero dizer é o seguinte: Não vos contei uma parte da história de ter adoecido com diabetes. Acontece que o meu pai era médico, estudava hormonas. Disse-lhes muitas vezes que estava cansado, que tinha muita sede, que não me sentia muito bem. Ele não me deu muita atenção, acho que ele pensou que eu me queixava muito, ou então estava a ser o médico típico: ˝Nada pode estar errado com os meus filhos.˝ Até fomos à reunião da Sociedade Internacional de Endocrinologia, e reunimos a família no Quebec. (Risos) Tinha que me levantar de 5 em 5 minutos para ir fazer chichi (Risos) e à mesa, bebía a água de toda a gente.
(Laughter)
Acho que eles pensavam que eu andava metido na droga.
But the reason I'm telling you this is that
(Risos)
the medical community, my father as an example, sometimes doesn't see what's right in front of their eyes. The microbial cloud, it is right in front of us. We can't see it most of the time. It's invisible. They're microbes. They're tiny. But we can see them through their DNA, we can see them through the effects that they have on people.
Mas a razão por que estou a contar isto é que a comunidade médica — o meu pai por exemplo — às vezes não vê o que está em frente dos olhos. A nuvem microbiana está bem na nossa frente. Não podemos vê-la na maior parte do tempo. É invisível. São micróbios. São mínimos. Mas podemos vê-los através do seu ADN. Podemos vê-los através dos efeitos que eles causam nas pessoas.
And what we need now is to start thinking about this microbial community in the context of everything in human medicine. It doesn't mean that it affects every part of us, but it might. What we need is a full field guide to the microbes that live in and on people, so that we can understand what they're doing to our lives. We are them. They are us.
Do que precisamos agora é começar a pensar nesta comunidade microbiana no contexto de tudo na medicina humana. Não significa que afeta todas as nossas partes, mas poderia. Do que precisamos é de um guía completo dos micróbios que vivem dentro e sobre as pessoas, de forma que possamos entender o que eles fazem na nossa vida. Nós somos eles. Eles são nós.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)