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.
E se eu vos dissesse que a pandemia vai salvar milhões de pessoas? É uma coisa difícil de aceitar, perante a quantidade de entes queridos que já perdemos. Mas, durante todo o decurso da História humana, as enormes crises de saúde pública resultaram em inovação nos cuidado de saúde e na tecnologia. Por exemplo, a Peste Negra deu origem à imprensa de Gutenberg e a pandemia da gripe espanhola de 1918 levou à tecnologia moderna das vacinas. A pandemia da Covid-19 não tem sido nem será diferente. Olhem para as vacinas, — normalmente levam muitos anos a desenvolver, mas as vacinas de ARN mensageiro foram produzidas nuns espantosos 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.
Como é que isto é possível? Foi possível porque os cientistas já trabalhavam há muitos anos para nos levar ao ponto de podermos usar o ARNm rapidamente numa situação de emergência. Especificamente, temos trabalhado em resolver o enorme problema do ARNm que é ele habitualmente não chegar aos locais certos do nosso corpo. Felizmente, resolvemos este problema mesmo a tempo, e gostava de vos falar da tecnologia que usamos para isso.
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.
Quando se administra o ARNm, ele é injetado nos músculos da corrente sanguínea, mas onde precisamos dele é no interior das nossas células. Infelizmente, o ARNm é frágil, e o nosso corpo destrói-o antes de ele lá chegar. Pensem no ARNm como uma jarra de vidro que queremos enviar pelo correio sem caixa e sem plástico de bolhas. Partir-se-á muito antes de chegar ao destino. Sem uma morada na caixa, os serviços de entrega postal não saberão para onde a levar. Portanto, se quiserem usar o ARNm como uma terapia, ele precisa da nossa ajuda. Precisa de proteção, e precisa que lhe digamos para onde ir. É aí que eu entro.
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.
Durante mais de 50 anos, os cientistas e engenheiros, como eu, criaram os materiais de envio para as drogas de ácido nucleico, como o ADN e o ARN. Através de tentativas e erros, criámos embalagens que entregam jarras intactas em moradas erradas, que entregam na morada certa uma jarra partida; embalagens que são estraçalhadas por cães que as atacam; e embalagens que rejeitam as costas do carteiro. Foram precisos muitos anos para acertar com a ciência. Vou mostrar-vos o resultado, estas minúsculas bolas de gordura a que chamamos nanopartículas de lípidos. Vou dizer-vos o que são e como funcionam.
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.
Primeiro, “nano” significa muito, muito pequeno. Pensem em como uma pessoa é pequena em comparação com o diâmetro da Terra. É assim uma nanopartícula em comparação com uma pessoa. Estas nanopartículas são feitas de várias moléculas de gordura chamadas lípidos. A gordura é um material de embalagem estupendo — agradável e elástico. Curiosamente, as nossas células também estão rodeadas de gordura que as mantém flexíveis e protegidas. Há anos, os cientistas tiveram a ideia de criar nanopartículas de lípidos que atuariam como um cavalo de Troia. Como os lípidos das nanopartículas pareciam semelhantes às membranas que rodeiam as células, as células aceitam deixar entrar as nanopartículas e é aí que o ARNm é libertado no interior da célula. Então, quais são os lípidos nestas nanopartículas? Há quatro ingredientes para além do ARNm, vou falar-vos de cada um deles.
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.
Primeiro, há um lípido chamado fosfolípido. É o ingrediente principal nas membranas das células, que são as paredes de gordura que separam o interior das células de tudo aquilo que as rodeia. Os fosfolípidos têm uma cabeça que gosta de água e uma cauda que gosta de outras gorduras. Assim, quando atiramos um grupo de fosfolípidos para a água, eles formam uma bonita estrutura, chamada uma bi-capa líquida. Nela, as cabeças ficam viradas para dentro e para o exterior da célula, que é água, e as partes que gostam de gordura da molécula juntam-se no meio. Nas nanopartículas de lípidos, os fosfolípidos têm o mesmo papel de manter todos os outros ingredientes organizados.
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.
Em segundo lugar, há um lípido chamado colesterol. Mas, se o colesterol tem má reputação, porque é que queremos usá-lo numa nanopartícula terapêutica? Acontece que embora o colesterol possa ser prejudicial quando está na corrente sanguínea, é uma coisa boa para as membranas das células. Isso porque estes fosfolípidos, de que vos falei há pouco, são demasiado livres entre eles, e, por isso, são propensos a separarem-se. O colesterol é uma molécula rígida que se aloja entre os outros lípidos para preencher os intervalos e mantê-los juntos. Desempenha um papel semelhante nas nanopartículas de lípidos. Proporciona um apoio estrutural para as nanopartículas não se separarem entre a injeção e o momento em que elas entram nas células.
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.
Em terceiro, há um lípido chamado lípido ionizável. Aqui, “ionizável” significa que, quando essas partículas estão na corrente sanguínea, têm carga neutra, o que é importante para a sua segurança. Depois mudam para carga positiva no interior das células, o que as ajuda a libertar o ARNm. Os lípidos ionizáveis são especiais porque têm de ser feitos no laboratório, e os cientistas em todo o mundo testaram dezenas de milhares destes materiais para encontrar os que são bons para a entrega do ARNm em segurança. E, como são feitos no laboratório, são habitualmente propriedade da empresa que os inventou. Por exemplo, a Moderna e a BioNTech, a empresa parceira da Pfizer, descobriram diferentes lípidos ionizáveis e é o único ingrediente importante que é diferente nas vacinas da Covid-19. Mesmo aí, os lípidos ionizáveis nem são assim muito diferentes, o que é tranquilizador, porque, quando grupos independentes de cientistas convergem em soluções semelhantes, é mais fácil confiar no 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 fim, mais um ingrediente. Este é um polímero chamado polietileno glicol. Chamemos-lhe PEG, é muito mais fácil. O PEG é uma molécula que adora água. Por isso, rodeia a nanopartícula de lípido e mantém-na coesa. Podemos pensar nisto assim: os outros três lípidos serão a caixa e o plástico de bolhas para o ARNm, e o PEG será a fita adesiva. Talvez já tenham ouvido nas notícias que há um pequeno grupo de pessoas com reações alérgicas à vacina. Há alguns indícios de que o PEG pode contribuir para essas reações alérgicas. isso porque as pessoas são expostas rotineiramente ao PEG nos produtos cosméticos e domésticos e algumas pessoas já desenvolveram anticorpos contra o PEG. Mas porque é que isso acontece a algumas pessoas e a outras não? Acontece que o sistema imunitário das pessoas é diferente, e, tal como há pessoas que são alérgicas ao látex há outras pessoas alérgicas ao PEG. Contudo, é importante ter em atenção que o PEG tem tido uma longa história de uso seguro em fórmulas de medicamentos aprovados pela FDA e estas alergias a vacinas podem ser causadas por outras coisas sem ser o PEG. É necessária mais investigação para chegar ao fundo destes efeitos colaterais.
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.
OK, agora recuemos um pouco e olhemos para a nanopartícula completa. É uma beleza, não é? Quando estes ingredientes se encaixam todos bem, o resultado é o sonho de uma carteira. No caso das vacinas, depois de estas nanopartículas serem injetadas no músculo, levam o ARNm para as células. Aí, o ARNm atua como um manual de instruções que diz às células para fabricar uma proteína desconhecida, neste caso, a proteína de picos do coronavírus. Quando as células imunitárias veem a proteína de picos, precipitam-se para nos proteger dela e aprendem a reconhecê-la de modo a poderem matá-la se ela voltar. Neste momento, as vacinas de ARNm estão na rua a salvar a vida do coronavírus. Foram a primeira e a melhor ferramenta para combater este pesadelo e são a nossa melhor esperança de responder rapidamente às variações virais porque podemos manter a mesma embalagem de nanopartículas lípidas e só precisamos de substituir o ARNm que está lá dentro.
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.
Mas o melhor de tudo para a terapêutica do ARNm. é que estas vacinas são apenas o princípio. O ARNm pode ser usado para tratar ou curar muitas doenças. Por isso, futuramente, vamos ter tratamentos para muitas doenças terríveis, incluindo as fibroses císticas, a distrofia muscular e a anemia de células falciformes. Estas doenças são causadas por proteínas com mutações e podemos usar o ARNm para pedir às células que façam a versão correta dessas proteínas. Teremos tratamento para o cancro — da mama, do sangue, do pulmão — seja o que for. Aqui usaremos o ARNm para ensinar às células imunitárias como encontrar e matar as células cancerosas. Depois, se tivermos sorte, teremos vacinas contra alguns dos patógenos mais mortíferos e temidos do globo, incluindo a malária, o Ébola e o VIH. Alguns destes produtos já estão na fase de ensaios clínicos, e o êxito das vacinas para a Covid-19 abrirão o caminho às futuras gerações destas 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.
É assim que a pandemia vai salvar a vida de milhões. Catalisou o desenvolvimento duma vacina mais rápido da História e deu vida a um nicho, uma forma de tecnologia anteriormente sem provas. No nosso desespero, demos hipótese a essa tecnologia. Agora, estamos a colher dados de segurança e eficácia a longo prazo de centenas de milhões de pessoas. Com estes dados, o interesse por esta tecnologia, o financiamento para esta tecnologia e a confiança nesta tecnologia continuarão a aumentar.
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.
Olhando para o futuro, a embalagem e a entrega do ARNm nos órgãos e nos tecidos certos vão continuar a ser um dos problemas mais significativos para implementar esta tecnologia. Os meus colegas e eu vamos estar atarefados durante muito tempo. Para terminar, estou aqui com uma mensagem de esperança. Estamos no pico duma revolução. O ARNm está em vias de mudar o mundo para sempre e tudo graças a estas minúsculas bolas de gordura que levam este medicamente milagroso exatamente ao sítio onde é preciso.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)