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.
اگر به شما بگویم که همه گیری جان میلیونها نفر را نجات خواهد داد چه؟ در نظر گرفتن اینکه از قبل چند نفر از عزیزان خود را از دست دادهایم، کاری دشواری است. اما در طول تاریخ بشر، بحرانهای گسترده بهداشت عمومی منجر به نوآوری در مراقبت و فناوری شده است. به عنوان مثال، مرگ سیاه باعث ایجاد مطبوعات گوتنبرگ شد و همه گیری آنفولانزای ۱۹۱۸ منجر به فناوری مدرن واکسن گردید. همه گیری کووید ۱۹ هیچ تفاوتی ندارد و نخواهد داشت. کافی است به واکسنهای ما که -- به طور معمول در طی سالیان متمادی توسعه یافتهاند نگاه کنید، و واکسنهای mRNA که در مدت شگفتانگیز ۱۱ ماه به کار گرفته شد.
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.
این چطور ممکن هست؟ این امر ممکن بود زیرا دانشمندان سالها است کار میکنند تا ما را به نقطهای برسانند که بتوانیم به سرعت از mRNA در شرایط اضطراری استفاده کنیم. به طور خاص، ما روی چگونگی کمک به mRNA در بزرگترین مشکل خود کارکردهایم، که به طور معمول به مکانهای مناسب در بدن ما نمیرود. خوشبختانه، ما آن مشکل را به موقع حل کردیم، و مایلم در مورد فناوری مورد استفاده برای انجام این کار به شما بگویم.
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.
هنگامی که mRNA تجویز میشود، به ماهیچهها یا جریان خون ما تزریق میشود، اما در واقع به آن نیاز داریم تا به داخل سلولهای ما برود. متأسفانه، mRNA شکننده است، و بدن ما قبل از اینکه بسیار دور شود آن را از بین میبرد. شما میتوانید mRNA را مانند یک گلدان شیشهای در نظر بگیرید که دوست دارید آن را بدون جعبه و بسته حبابی به صورت پست ارسال کنید. مدت زیادی قبل از تحویل خراب خواهد شد. و بدون آدرس روی جعبه، خدمات تحویل پستی شما هیچ ایدهای ندارد کجا برود. بنابراین اگر میخواهیم از mRNA به عنوان یک درمان استفاده کنیم، به کمک ما نیاز دارد. به حفاظت احتیاج دارد، و باید به او بگوییم کجا برود. و آنجاست که وارد میشوم.
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.
بیش از پنج دهه است که، دانشمندان و مهندسان مانند من مواد حامل داروهای اسید نوکلئیک مانند، DNA و RNA را ایجاد کردهاند. از طریق آزمون و خطا، ما بستههایی را ایجاد کردهایم که گلدانهای سالم را به آدرس اشتباه میرسانند؛ که به آدرس مناسب اما با گلدان شکسته تحویل داده شده است؛ بستههایی که با حمله سگها پاره میشوند؛ و بستههایی که حامل نامه را بیرون میاندازند. سالها طول کشیده است تا علم شکل بگیرد. بگذارید نتیجه را به شما نشان دهم، این توپهای کوچک چربی که ما آنها را نانوذرات لیپیدی مینامیم. بگذارید به شما بگویم که آنها چه هستند و چگونه کار میکنند.
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.
بنابراین اول از همه «نانو» به معنای واقعاً، واقعا کوچک است. به این فکر کنید که چقدر یک انسان در مقایسه با قطر زمین کوچک است. به این ترتیب یک نانوذره نسبت به فرد کوچک است. این نانوذرات از چندین مولکول چربی به نام لیپیدها تشکیل شدهاند. چربی یک ماده بسته بندی فوق العاده زیبا -- عالی و پرجنب وجوش است. جالب است که سلولهای ما نیز توسط چربی احاطه شدهاند تا انعطاف پذیر و محافظت شده باشند. سالها پیش دانشمندان ایده ایجاد نانوذرات لیپیدی را داشتند که مانند اسب تروا عمل میکردند. از آنجا که لیپیدهای موجود در نانوذرات شبیه غشاهای اطراف سلولهای ما هستند، سلولها مایل هستند نانوذرات را به داخل بیاورند، و این زمانی است که mRNA به داخل سلول آزاد میشود. بنابراین، لیپیدهای موجود در این نانوذرات دقیقاً چیست؟ علاوه بر mRNA، چهار ماده وجود دارد، و من در مورد هر یک به شما میگویم.
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.
ابتدا، لیپیدی به نام فسفولیپید وجود دارد. این عنصر اصلی در غشای سلولی ما است، که دیوارههای چربی است که قسمت داخلی سلولهای ما را از همه چیز که آنها را احاطه کرده است جدا میکند. فسفولیپیدها دارای سرهایی هستند که آب را دوست دارند و انتهایی که از چیزهای چرب دیگر خوششان میآید. بنابراین وقتی دسته ای از فسفولیپیدها را با هم در آب میریزید، این ساختار زیبا را ایجاد میکنند که دو لایه چربی نامیده میشود. در اینجا، سرها به داخل و خارج سلول متمایل هستند، که آب است، و قسمتهای چربی دوست مولکول در وسط با هم آویزان میشوند. در نانوذرات لیپیدی، فسفولیپیدها نقش مشابهی در سازماندهی سایر اجزا دارند.
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.
دوم، لیپیدی به نام کلسترول وجود دارد. چرا، اگر کلسترول شهرت بدی دارد، آیا میخواهیم از آن در نانوذرات درمانی استفاده کنیم؟ به نظر میرسد در حالی که کلسترول میتواند در جریان خون ما بد باشد، در واقع یک چیز واقعاً خوب برای غشای سلولی ما است. و این به این دلیل است که فسفولیپیدهایی که من در مورد آنها گفتم، آنها کاملاً آزاد هستند، و مستعد تجزیه شدن هستند. کلسترول یک مولکول سفت است که خود را بین سایر چربیها قرار میدهد تا شکافها را پر کرده و همه آنها را در کنار هم نگه دارد. آن نقش مشابهی در نانوذرات لیپیدی ما ایفا میکند. این ساختار ساختاری را فراهم میکند تا نانوذرات بین تزریق و زمانی که وارد سلولهای ما میشوند از هم جدا نشوند.
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.
سوم، لیپیدی به نام لیپید یونیزه وجود دارد. در اینجا, «قابل یونیزاسیون» به این معنی است که وقتی این ذرات در جریان خون هستند، بار خنثی دارند، که به ایمنی آنها کمک میکند. سپس آنها به یک بار مثبت در داخل سلولهای ما سوییچ میکنند، که به آنها کمک میکند تا mRNA را آزاد کنند. لیپیدهای قابل یونیزاسیون خاص هستند زیرا باید در آزمایشگاه ساخته شوند، و دانشمندان در سراسر جهان ده ها هزار مورد از این مواد را آزمایش کردهاند تا بتوانند موادی را که در انتقال ایمن mRNA خوب هستند پیدا کنند. و چون در آزمایشگاه ساخته میشوند، تمایل دارند که متعلق به شرکتی باشد که آنها را اختراع کرده است. به عنوان مثال، Moderna و BioNTech، شرکتی که با Pfizer همکاری کردند، لیپیدهای مختلف قابل یونیزه شدن را کشف کردند، و این تنها عنصر مهم در واکسنهای COVID 19 آنها است که متفاوت است. و حتی در آن صورت، لیپیدهای قابل یونیزاسیون آنها تفاوت چندانی ندارند، این مسأله اطمینان بخش است، زیرا وقتی گروههای مستقل دانشمندان در راه حلهای مشابه به هم نزدیک میشوند، اعتماد به نتیجه آسانتر میشود.
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.
در نهایت، یک ماده دیگر. این یکی پلیمری به نام پلی اتیلن گلیکول است. بنابراین بگذارید آن را PEG بنامیم. این خیلی راحتتر است. PEG یک مولکول آب دوست است. بنابراین نانوذره لیپیدی را احاطه کرده و همه را در کنار هم نگه میدارد. شما میتوانید سه چربی دیگر را به عنوان جعبه و بسته حبابی برای mRNA، و PEG را به عنوان نوار بسته بندی در نظر بگیرید. ممکن است در اخبار در مورد تعداد کمی از افرادی که واکنش آلرژیک به واکسن دارند شنیده باشید. شواهدی وجود دارد که PEG می تواند در این واکنشهای آلرژیک نقش داشته باشد. و این به این دلیل است که مردم به طور معمول در محصولات آرایشی و خانگی در معرض PEG قرار میگیرند، و برخی از افراد قبلاً آنتی بادی علیه PEG ایجاد کردهاند. اما چرا این امر برای برخی افراد اتفاق میافتد و برای برخی دیگر خیر؟ به نظر میرسد که سیستم دفاعی هر فرد متفاوت است، و دقیقاً همانطور که برخی از افراد به لاتکس حساسیت دارند، سایر افراد نیز به PEG حساسیت دارند. مهم است که به خاطر داشته باشید، به هرحال، که PEG سابقه طولانی در استفاده ایمن به عنوان بخشی از فرمول های دارویی مورد تأیید FDA داشته است، و این حساسیت به واکسن میتواند ناشی از موارد دیگری غیر از PEG باشد. برای درک کامل این عوارض به تحقیقات بیشتری نیاز است.
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.
بسیار خوب، بنابراین بیایید یک قدم به عقب برداریم و تمام نانوذرات خود را بررسی کنیم. زیبا است، درسته؟ وقتی همه این مواد به خوبی در کنار هم قرار بگیرند، نتیجه بسته ایدهآل برای تحویل دادن میشود. در مورد واکسنها، پس از تزریق این نانوذرات به ماهیچه ما، mRNA را به داخل سلولهای ما میبرند. در آنجا، mRNA مانند یک دستورالعمل عمل میکند که به سلولهای ما میگوید که یک پروتئین خارجی بسازند، در این مورد، پروتئین اسپایک کروناویروس. وقتی سلولهای ایمنی بدن ما پروتئین اسپایک را میبینند، میشتابند تا ما را در برابر آن محافظت کنند، و به خود یاد میدهند که آن را به خاطر بسپارند، تا در صورت بازگشت آن بتوانند آن را بکشند. همانطور که ما صحبت میکنیم، واکسنهای mRNA در حال حاضر جان افراد را از ویروس کرونا نجات میدهند. آنها اولین و بهترین ابزار ما برای مبارزه با این کابوس بودند، و آنها بهترین امید ما برای پاسخ سریع به متغیر ویروسی هستند زیرا میتوانیم بسته نانوذرات لیپیدی خود را یکسان نگه داریم، و تنها کاری که باید انجام دهیم این است که mRNA داخل را عوض کنیم.
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.
اما در اینجا بهترین بخش: برای درمانهای mRNA آمده است، این واکسنها تنها آغاز هستند. mRNA میتواند برای درمان یا مراقبت بسیاری از بیماریها استفاده شود. بنابراین، در آینده، ما به احتمال زیاد درمان بسیاری از بیماریهای وحشتناک، از جمله فیبروز کیستیک، دیستروفی عضلانی و کم خونی داسی شکل را خواهیم داشت. این بیماریها توسط پروتئینهای جهش یافته ایجاد میشوند، و ما میتوانیم با استفاده از mRNA از سلولهای خود بخواهیم نسخه صحیح این پروتئینها را بسازند. ما درمانهایی برای سرطان -- سینه، خون، ریه ها -- شما آن را مینامید، خواهیم داشت. در اینجا، ما از mRNA برای آموزش سلولهای ایمنیمان برای پیدا کردن و نابودی سلولهای سرطانی استفاده میکنیم. و سپس، اگر خوش شانس باشیم، واکسنهایی علیه برخی از کشندهترین و ترسناکترین عوامل بیماری زا در سراسر جهان، از جمله مالاریا، ابولا و HIV خواهیم داشت. برخی از این محصولات در حال حاضر در آزمایشات بالینی هستند، و موفقیت واکسنهای COVID 19 راه را برای نسلهای بعدی این درمانها هموار میکند.
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.
به این ترتیب همه گیری میتواند جان میلیونها نفر را نجات دهد. این سریع ترین توسعه واکسن در تاریخ را به وجود آورد و نوعی از فناوری را که قبلاً تأیید نشده بود، زنده کرد. و در ناامیدی خود، به آن فناوری فرصت دادیم. اکنون ما در حال جمع آوری دادههای ایمنی و اثربخشی طولانی مدت صدها میلیون نفر هستیم. و با این دادهها، علاقه به فناوری، بودجه برای فناوری و اعتماد به فناوری همچنان در حال رشد است.
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.
با نگاهی به آینده، بسته بندی و تحویل mRNA به اندامها و بافتهای مناسب همچنان یکی از مهمترین چالشهای اجرای این فناوری خواهد بود. و بنابراین من و همکارانم قرار است مدت زیادی مشغول باشیم. در نهایت، من اینجا هستم با یک پیام امید. ما در آستانه انقلاب هستیم. mRNA در حال تغییر جهان برای همیشه است، و این همه به لطف این گویچههای کوچک چربی است که این داروی معجزه آسا را دقیقاً به جایی که نیاز دارد میبرد.
Thank you.
سپاسگزارم.
(Applause)
(تشویق حضار)