What if I told you that the pandemic will save the lives of millions of people? It's a difficult thing to consider, given how many loved ones we've already lost. But throughout the course of human history, massive public health crises have resulted in innovation in health care and technology. For example, the Black Death gave rise to the Gutenberg press and the 1918 flu pandemic led to modern vaccine technology. The COVID-19 pandemic has and will be no different. Just look at our vaccines -- normally developed over many years, and the mRNA vaccines were deployed in a mind-blowing 11 months.
¿Y si les dijera que la pandemia va a salvar la vida de millones de personas? Es algo difícil de pensar, considerando la cantidad de seres queridos que ya hemos perdido. Pero a lo largo del curso de la historia de la humanidad, las crisis masivas de salud pública han producido grandes avances en la atención médica y la tecnología. Por ejemplo, la peste negra dio lugar a la imprenta de Gutenberg y la pandemia de gripe de 1918 condujo a la tecnología moderna de vacunas. La pandemia de COVID-19 no es la excepción. Basta con mirar las vacunas que tenemos, normalmente tardan años en desarrollarse, y las vacunas de RNAm se implementaron en tan solo 11 meses.
How is that even possible? It was possible because scientists have been working for many years to get us to the point where we could use mRNA quickly in an emergency situation. Specifically, we've been working on how to help mRNA with its biggest problem, which is that it doesn't normally go to the right places inside of our bodies. Fortunately, we got around that problem just in time, and I'd like to tell you about the technology that we use to do it.
¿Cómo es posible? Fue posible porque los científicos han estado trabajando durante años para poder llevarnos al punto en el que pudimos usar ARNm rápidamente en una situación de emergencia. Particularmente, hemos estado trabajando para ayudar al ARN a superar el problema más grande, que es que normalmente no se dirige a los lugares precisos dentro del cuerpo. Por suerte, pudimos resolver el problema justo a tiempo, y me gustaría contarles sobre la tecnología que usamos para hacerlo.
When mRNA is administered, it's injected into our muscles or our bloodstream, but we actually need it to go inside of our cells. Unfortunately, mRNA is fragile, and our bodies will destroy it before it goes very far. You can think of mRNA like a glass vase that you'd like to send in the mail without a box and bubble wrap. It'll break long before it's been delivered. And without an address on the box, your postal delivery service will have no idea where to take it. And so if we're going to use mRNA as a therapeutic, it needs our help. It needs protection, and it needs to be told where to go. And that's where I come in.
Cuando se administra ARNm se inyecta en los músculos o en el torrente sanguíneo, pero en verdad necesitamos que se dirija dentro de las células. Desafortunadamente, el ARNm es frágil y el cuerpo lo destruye al poco tiempo de haber ingresado. Podemos imaginar al ARNm como un jarrón de vidrio que queremos mandar por correo sin caja y sin envoltorio. Se rompería mucho antes de que sea entregado a destino. Y sin una dirección en la caja, el correo no tendría ni idea de dónde llevarlo. Es por eso, que si vamos a usar ARNm con fines terapéuticos, tenemos que ayudarlo. Necesita protección, y que le digan dónde tiene que ir. Ahí es donde entro yo.
For over five decades, scientists and engineers like myself have been creating the shipping materials for nucleic acid drugs, like DNA and RNA. Through trial and error, we've created packages that deliver intact vases to the wrong address; that delivered to the right address but with a broken vase; packages that get ripped apart by attacking dogs; and packages that throw out the mail carrier's back. It's taken many years to get the science right. Let me show you the result, these tiny balls of fat that we call lipid nanoparticles. Let me tell you what they are and how they work.
Por más de cinco décadas, científicos e ingenieros como yo han estado creando los materiales de envío para fármacos con ácido nucleico, como el ADN y el ARN. A través del ensayo y error, hemos creado paquetes que entregan el jarrón intacto en la dirección equivocada; que lo entregan en la dirección correcta pero el jarrón llega roto; paquetes que terminan hecho pedazos porque son atacados por perros; y paquetes que lesionan la espalda del cartero. Llevó muchos años lograr dar con la ciencia correcta. Les muestro el resultado, estas pequeñas bolitas de grasa que llamamos nanopartículas lipídicas. Déjenme contarles qué son y cómo funcionan.
So first of all, "nano" just means really, really small. Think of how small a person is compared to the diameter of the earth. That's how small a nanoparticle is compared to the person. These nanoparticles are made up of several fatty molecules called lipids. Fat is an awesome packing material -- nice and bouncy. Interestingly, our cells are also surrounded by fat to keep them flexible and protected. Years ago, scientists had the idea to create lipid nanoparticles that would act like a Trojan horse. Because the lipids in the nanoparticle look similar to the membranes that surround our cells, the cells are willing to bring the nanoparticle inside, and that's when the mRNA is released into the cell. So what, exactly, are the lipids in these nanoparticles? There are four ingredients in addition to the mRNA, and I'll tell you about each one.
Antes que nada, "nano" significa muy, muy pequeño. Piensen en lo pequeña que es una persona comparada con el diámetro de la tierra. Así de pequeña es una nanopartícula comparada con una persona. Estas nanopartículas están hechas de moléculas de grasa llamadas lípidos. La grasa es un material de empaque genial, bueno, firme y elástico. Curiosamente, nuestras células también están recubiertas de grasa lo que las mantiene flexibles y protegidas. Hace unos años, a los científicos se les ocurrió crear nanopartículas lipídicas que actuaran como un caballo de Troya. Ya que los lípidos en las nanopartículas tienen un aspecto similar al de las membranas que recubren las células, las células dejan entrar las nanopartículas voluntariamente, y ahí es cuando el ARNm se libera dentro de la célula. Pero, ¿cuáles son exactamente los lípidos en estas nanopartículas? Hay cuatro ingredientes, además del ARNm y les voy a contar sobre cada uno.
First, there's a lipid called a phospholipid. This is the primary ingredient in our cell membranes, which are the walls of fat that separate the insides of our cells from everything that surrounds them. Phospholipids have a head that likes water and a tail that likes other fatty things. So when you throw a bunch of phospholipids together in water, they form this beautiful structure called a lipid bilayer. Here, the heads face the inside and the outside of the cell, which is water, and the fat-loving parts of the molecule hang out together in the middle. In lipid nanoparticles, phospholipids have a similar role of keeping all of the other ingredients organized.
En primer lugar, hay un lípido llamado fosfolípido. Este es el ingrediente principal de las membranas de las células, que son las paredes de grasa que separan el interior de la célula de todo lo que la rodea. La cabeza de los fosfolípidos busca el agua y la cola busca otros elementos grasos. Por eso cuando se pone un puñado de fosfolípidos en agua forman esta estructura hermosa llamada bicapa lipídica. En ella, las cabezas apuntan hacia el interior y el exterior de la célula, que es agua, y las partes que buscan un medio graso quedan juntas en el medio. En las nanopartículas lipídicas, los fosfolípidos cumplen una función similar, mantener organizados el resto de los ingredientes.
Second, there's a lipid called cholesterol. Why, if cholesterol has a bad reputation, would we want to use it in a therapeutic nanoparticle? It turns out that while cholesterol can be bad when it's in our bloodstream, it's actually a really good thing for our cell membranes. And that's because those phospholipids I just told you about, they are entirely too free with themselves, and they are prone to falling apart. Cholesterol is a stiff molecule that wedges itself in between the other lipids to fill in the gaps and hold them all together. It plays a similar role in our lipid nanoparticles. It provides structural support so the nanoparticles don't fall apart in between the injection and when they get into our cells.
En segundo lugar, hay un lípido llamado colesterol. ¿Por qué querríamos usar colesterol, con la mala reputación que tiene, en la terapia con nanopartículas? Resulta que mientras el colesterol puede ser malo en el torrente sanguíneo, es algo muy bueno para las membranas celulares. Y eso es porque los fosfolípidos que acabo de nombrar, son completamente libres y tienen tendencia a dispersarse. El colesterol es una molécula rígida que puede hacerse encajar entre otros lípidos para rellenar los espacios vacíos y darle estabilidad a la estructura. Cumple una función similar en las nanopartículas lipídicas. Brinda soporte a la estructura así las nanopartículas no se dispersan en el trayecto desde la inyección hasta que llegan al interior de la célula.
Third, there's a lipid called an ionizable lipid. Here, "ionizable" means that when these particles are in the bloodstream, they're neutrally charged, which helps with their safety. Then they switch to a positive charge inside of our cells, which helps them release the mRNA. Ionizable lipids are special because they have to be made in the lab, and scientists around the world have tested tens of thousands of these materials to find ones that are good at delivering mRNA safely. And because they're made in the lab, they tend to be proprietary to the company that invented them. So, for example, Moderna and BioNTech, the company that partnered with Pfizer, they discovered different ionizable lipids, and that is the only important ingredient in their COVID-19 vaccines that differ. And even then, their ionizable lipids aren't even that different, which is reassuring, because when independent groups of scientists converge on similar solutions, it's easier to trust the result.
En tercer lugar, hay un lípido llamado lípido ionizable. "Ionizable" significa que cuando estas partículas están en el torrente sanguíneo tienen una carga eléctrica neutra, que las mantiene protegidas. Cuando entran a las células adquieren una carga positiva, lo que las ayuda a liberar el ARNm. Los lípidos ionizables son especiales porque se deben hacer en el laboratorio, y científicos alrededor del mundo han testeado decenas de miles de estos materiales para dar con aquellos que sirven para entregar el ARNm de forma segura. Y, por estar hechos en laboratorios, tienden a ser propiedad de la empresa que los inventó. Por ejemplo, Moderna y BioNTech, la empresa que se asoció con Pfizer, descubrieron distintos tipos de lípidos ionizables, y es el único elemento importante en esa vacuna del COVID-19 que difiere de otras. Incluso así, esos lípidos ionizables no son tan diferentes, lo que nos deja tranquilos, porque cuando grupos independientes de científicos llegan a soluciones similares, es más fácil confiar en el resultado.
Finally, one more ingredient. This one is a polymer called polyethylene glycol. So let's call it PEG. That's much easier. PEG is a water-loving molecule. So it surrounds the lipid nanoparticle and it holds it all together. You can think of the other three lipids as the box and the bubble wrap for the mRNA, and the PEG as the packing tape. You may have heard in the news about a tiny fraction of people that have allergic responses to the vaccine. There is some evidence that PEG could be contributing to these allergic reactions. And that's because people are routinely exposed to PEG in cosmetic and household products, and some people have already developed antibodies against PEG. But why would this happen to some people and not to others? It turns out that every person's immune system is different, and just the same way that some people are allergic to latex, other people are allergic to PEG. It's important to keep in mind, however, that PEG has had a long history of safe use as part of FDA-approved drug formulations, and these vaccine allergies could be caused by things other than PEG. More research is needed to get to the bottom of these side effects.
Por último, hay un ingrediente más. Este es un polímero llamado polietilenglicol. Lo llamemos PEG, que es mucho más fácil. El PEG es una molécula hidrofílica. Por ello, rodea a las nanopartículas y las mantiene unidas. Si los otros tres lípidos funcionan como la caja y el envoltorio del ARNm el PEG es la cinta de embalaje. Quizás escucharon en las noticias que una pequeña fracción de la gente tiene respuestas alérgicas a la vacuna. Algunas evidencias sugieren que el PEG podría contribuir a estas respuestas. Eso es porque la gente está constantemente expuesta al PEG en productos de cosmética y del hogar, y algunas personas ya han desarrollado anticuerpos contra el PEG. Pero, ¿por qué les sucede a algunas personas y no otras? Resulta que el sistema inmunitario de cada persona es diferente, y así como algunas personas son alérgicas al látex, otras son alérgicas al PEG. Sin embrago, es importante recordar que el PEG viene siendo usado de forma segura en fórmulas de fármacos aprobados por la FDA, y la alergia a las vacunas puede ser causada por otros factores. Hace falta investigar más para dar con la raíz de estos efectos secundarios.
All right, so let's take a step back and look at our whole nanoparticle. Beautiful, right? When these ingredients all fit together nicely, the result is a deliverywoman's dream. In the case of the vaccines, after these nanoparticles get injected into our muscle, they take the mRNA into our cells. There, the mRNA acts like an instruction manual that tells our cells to make a foreign protein, in this case, the coronavirus spike protein. When our immune cells see the spike protein, they rush to protect us from it, and they teach themselves to remember it, so that they can kill it if it ever returns. As we speak, the mRNA vaccines are out there saving lives from the coronavirus. They were our first and best tool to combat this nightmare, and they are our best hope of responding swiftly to viral variance because we can keep our lipid nanoparticle packaging the same, and all we have to do is swap out the mRNA that's inside.
Bien, retrocedamos un poco y miremos a la nanopartícula completa. Es hermosa, ¿no? Cuando estos ingredientes encastran bien juntos, el resultado es soñado. En el caso de las vacunas, una vez que estas nanopartículas se inyectan en el músculo, llevan el ARNm al interior de las células. Allí, el ARNm actúa como un manual de instrucciones que ordena a las células producir una proteína extraña, en este caso, la proteína S del coronavirus. Cuando las células inmunitarias reconocen la proteína S, se aprontan para protegernos de ella, y se enseñan a sí mismas a recordarla, para poder matarlas en caso de que regresen. En este mismo momento, las vacunas de ARNm ya están salvando vidas contra el coronavirus. Fueron nuestra primer y mejor herramienta para combatir esta pesadilla, y son nuestra mayor esperanza de poder responder con rapidez a las variantes porque podemos mantener el mismo paquete de nanopartículas lipídicas, y lo único que tenemos que hacer es cambiar el ARNm que transportan.
But here's the best part: for mRNA therapeutics, these vaccines are only the beginning. mRNA can be used to treat or cure many diseases. So in the future, we will likely have treatments for many terrible diseases, including cystic fibrosis, muscular dystrophy and sickle cell anemia. These diseases are caused by mutated proteins, and we can use mRNA to ask our cells to make the correct version of these proteins. We'll have treatments for cancer -- breast, blood, lungs -- you name it. Here, we'll use mRNA to teach our immune cells how to find and kill cancer cells. And then, if we're lucky, we'll have vaccines against some of the most deadly and feared pathogens across the globe, including malaria, Ebola and HIV. Some of these products are already in clinical trials, and the success of the COVID-19 vaccines will pave the way for future generations of these therapies.
Pero lo mejor de todo es: en las terapias con ARNm, estas vacunas son solo el comienzo. el ARNm se puede usar para tratar o curar muchas enfermedades. Así, probablemente en el futuro tengamos tratamientos para enfermedades terribles como la fibrosis quística, la distrofia muscular, y la anemia falciforme. Estas enfermedades son causadas por la mutación de proteínas, y podemos usar ARNm para ordenar a las células que produzcan la versión correcta de estas proteínas. Tendremos tratamientos para el cáncer -de mamas, sangre, pulmones- el que sea. En este caso, usaremos ARNm para enseñarle a las células inmunitarias a encontrar y matar células cancerosas. Y ahí, si tenemos suerte, tendremos vacunas contra algunos de los patógenos más letales y temidos del planeta, como la malaria, el ébola y el VIH. Algunos de estos productos ya se encuentran en pruebas clínicas, y el éxito de la vacuna de la COVID-19 va a allanar el camino para las generaciones futuras de este tipo de terapias.
This is how the pandemic will save the lives of millions. It catalyzed the most rapid vaccine development in history and brought to life a niche, previously unapproved form of technology. And in our desperation, we gave that technology a chance. Now we're collecting long-term safety and efficacy data from hundreds of millions of people. And with these data, interest in the technology, funding for the technology and trust in the technology will continue to grow.
Así es cómo la pandemia va a salvar la vida de millones de personas. Catalizó el desarrollo más rápido de una vacuna en la historia, y despertó una forma de tecnología nicho, que no se había probado antes. Y en la desesperación por conseguirla, le dimos una oportunidad a esa tecnología. Ahora estamos recolectado datos sobre la eficacia y la seguridad a largo plazo de cientos de millones de personas. Y con estos datos, más el interés en la tecnología, los fondos para la tecnología, y la confianza en la tecnología vamos a seguir creciendo.
Looking ahead, the packaging and delivery of mRNA to the right organs and tissues will continue to be one of the most significant challenges to implementing this technology. And so my colleagues and I are going to be busy for a very long time. Ultimately, I'm here with a message of hope. We are on the cusp of a revolution. mRNA is about to change the world forever, and it's all thanks to these fatty little balls that take this miracle medicine to exactly where it's needed.
De cara al futuro, el empaque y el envío de ARNm a los órganos y los tejidos indicados seguirá siendo uno de los desafíos más importantes para implementar esta tecnología. Por eso mis colegas y yo vamos a estar ocupados por mucho tiempo. En última instancia, estoy aquí con un mensaje de esperanza. Estamos al borde de una revolución. El ARNm está por cambiar al mundo para siempre, y se lo debemos todo a estas pequeñas bolitas de grasa que transportan el milagro de la medicina exactamente a donde se necesita.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)