Now, I don't usually like cartoons, I don't think many of them are funny, I find them weird. But I love this cartoon from the New Yorker.
Zazwyczaj nie lubię komiksów, większość z nich nie jest śmieszna, ale dziwna. Podoba mi się jednak ten, z New Yorkera.
(Text: Never, ever think outside the box.) (Laughter)
(Tekst: Nigdy nie myśl nieszablonowo.) (Śmiech)
So, the guy is telling the cat, don't you dare think outside the box. Well, I'm afraid I used to be the cat. I always wanted to be outside the box. And it's partly because I came to this field from a different background, chemist and a bacterial geneticist. So, what people were saying to me about the cause of cancer, sources of cancer, or, for that matter, why you are who you are, didn't make sense.
Ten facet mówi kotu, żeby nie ważył się "robić" poza szablonem. Od zawsze byłam takim kotem. Wszystko robiłam niestandardowo. Częściowo dlatego zajęłam się tą dziedziną, mimo, że jestem chemikiem i genetykiem bakterii. To, co mówiono o przyczynach i źródłach raka, To, co mówiono o przyczynach i źródłach raka, o tym dlaczego jesteśmy, kim jesteśmy, nie miało sensu.
So, let me quickly try and tell you why I thought that and how I went about it. So, to begin with, however, I have to give you a very, very quick lesson in developmental biology, with apologies to those of you who know some biology. So, when your mom and dad met, there is a fertilized egg, that round thing with that little blip. It grows and then it grows, and then it makes this handsome man.
Chciałbym wyjaśnić, dlaczego tak pomyślałam i jak się z tym obeszłam. Na początek jednak, muszę dać krótki wstęp do biologii rozwoju. Przepraszam tych, którzy wiedzą trochę o biologii. Kiedy wasi rodzice się spotkali, powstało zapłodnione jajo, to małe, okrągłe z malutką wypustką. Jajo rośnie i rośnie, a potem powstaje ten przystojny człowiek.
(Applause)
(Brawa)
So, this guy, with all the cells in his body, all have the same genetic information. So how did his nose become his nose, his elbow his elbow, and why doesn't he get up one morning and have his nose turn into his foot? It could. It has the genetic information. You all remember, dolly, it came from a single mammary cell. So, why doesn't it do it? So, have a guess of how many cells he has in his body. Somewhere between 10 trillion to 70 trillion cells in his body. Trillion! Now, how did these cells, all with the same genetic material, make all those tissues? And so, the question I raised before becomes even more interesting if you thought about the enormity of this in every one of your bodies.
Wszystkie komórki w ciele tego człowieka zawierają taką samą informację genetyczną. Jak to możliwe, że jego nos jest nosem, łokieć łokciem, i dlaczego nos nie zamieni się w stopę? i dlaczego jego nos nie zamieni się w stopę? Mógłby. Posiada potrzebną informację genetyczną. Pamiętacie owieczkę Dolly. Powstała z jednej komórki macierzystej. Jak to się dzieje? Zgadnijcie, z ilu komórek zbudowane jest jego ciało. Z około 10-70 bilionów. Bilionów! Jak komórki o takim samym materiale genetycznym tworzą tkanki? Zadane wcześniej pytanie staje się jeszcze bardziej interesujące, jeśli pomyślimy o ogromie tego wszystkiego w naszych ciałach.
Now, the dominant cancer theory would say that there is a single oncogene in a single cancer cell, and it would make you a cancer victim. Well, this did not make sense to me. Do you even know how a trillion looks? Now, let's look at it. There it comes, these zeroes after zeroes after zeroes. Now, if .0001 of these cells got mutated, and .00001 got cancer, you will be a lump of cancer. You will have cancer all over you. And you're not. Why not?
Dominująca teoria o raku głosi, że wystarczy jeden onkogen w pojedynczej komórce rakowej, żeby uczynić cię ofiarą raka. Dla mnie to nie miało sensu. Wiecie ile to jest bilion? Spójrzmy. Zero zerem zero pogania. Wystarczy, że tylko 0,0001 tych komórek zmutuje, a 0,00001 dostanie raka, a będziecie chodzącymi guzami. A tak się nie dzieje. Dlaczego?
So, I decided over the years, because of a series of experiments that this is because of context and architecture.
Przez lata przeprowadziłam serię eksperymentów i odkryłam, Przez lata przeprowadziłam serię eksperymentów i odkryłam, że wpływa na to kontekst i architektura.
And let me quickly tell you some crucial experiment that was able to actually show this. To begin with, I came to work with this virus that causes that ugly tumor in the chicken. Rous discovered this in 1911. It was the first cancer virus discovered, and when I call it "oncogene," meaning "cancer gene." So, he made a filtrate, he took this filter which was the liquid after he passed the tumor through a filter, and he injected it to another chicken, and he got another tumor.
Przedstawię teraz ważny eksperyment, który tego dowiódł. Przedstawię teraz ważny eksperyment, który tego dowiódł. Zaczęłam badać wirusa, który wywoduje guzy u kurcząt. Rous odkrył go w 1911 roku. To pierwszy odkryty wirus rakowy, termin "onkogen" oznacza "gen rakowy". Zrobił filtrat. Płyn, który powstał po przepuszczeniu guza przez filtr wstrzyknął innemu kurczakowi, który też dostał raka.
So, scientists were very excited, and they said, a single oncogene can do it. All you need is a single oncogene. So, they put the cells in cultures, chicken cells, dumped the virus on it, and it would pile up, and they would say, this is malignant and this is normal.
Naukowcy byli podekscytowani i orzekli, że jeden onkogen wystarczy. Jeden to wszystko, czego potrzeba. Tworzyli kultury kurzych komórek, dodawali do nich wirus, a ten wirus się mnożył. Stwierdzali wtedy, który jest złośliwy, a który nie.
And again this didn't make sense to me. So for various reasons, we took this oncogene, attached it to a blue marker, and we injected it into the embryos. Now look at that. There is that beautiful feather in the embryo. Every one of those blue cells are a cancer gene inside a cancer cell, and they're part of the feather. So, when we dissociated the feather and put it in a dish, we got a mass of blue cells. So, in the chicken you get a tumor, in the embryo you don't, you dissociate, you put it in a dish, you get another tumor. What does that mean? That means that microenvironment and the context which surrounds those cells actually are telling the cancer gene and the cancer cell what to do.
Było to dla mnie bez sensu. Więc wzięliśmy ten onkogen, zabarwiliśmy go na niebiesko i wstrzyknęliśmy do embrionów. Popatrzcie. To jest piękne pióro w embrionie. Każda z tych niebieskich kropek to onkogen w środku komórki rakowej. Są one częścią pióra. Gdy spreparowaliśmy pióro i położyliśmy na szkiełku, otrzymaliśmy masę niebieskich komórek. U kurczaka powstaje guz, lecz w embrionie nie. Preparujemy, kładziemy na szkiełko - następny guz. Co to oznacza? Znaczy to, że mikrośrodowisko i kontekst, w którym są komórki mówią onkogenowi i komórce rakowej co robić.
Now, let's take a normal example. The normal example, let's take the human mammary gland. I work on breast cancer. So, here is a lovely human breast. And many of you know how it looks, except that inside that breast, there are all these pretty, developing, tree-like structures. So, we decided that what we like to do is take just a bit of that mammary gland, which is called an "acinus," where there are all these little things inside the breast where the milk goes, and the end of the nipple comes through that little tube when the baby sucks.
Teraz normalny przykład. Weźmy ludzki sutek. Zajmuję się rakiem piersi. Tutaj mamy piękną, ludzką pierś. Wielu z was wie, jak wygląda, tyle, że tutaj rozwijają się te wszystkie drzewopodobne struktury. tyle, że tutaj rozwijają się te wszystkie drzewopodobne struktury. Zdecydowaliśmy wziąć kawałek gruczołu mlekowego, zwanego "acinus". Znajdują się tam komórki, które gromadzą mleko. Do sutka dostaje się ono tą małą tubką, kiedy dziecko ssie.
And we said, wonderful! Look at this pretty structure. We want to make this a structure, and ask the question, how do the cells do that? So, we took the red cells -- you see the red cells are surrounded by blue, other cells that squeeze them, and behind it is material that people thought was mainly inert, and it was just having a structure to keep the shape, and so we first photographed it with the electron microscope years and years ago, and you see this cell is actually quite pretty. It has a bottom, it has a top, it is secreting gobs and gobs of milk, because it just came from an early pregnant mouse.
Pomyśleliśmy: Wspaniale! Spójrzcie na to. Chcieliśmy stworzyć taką strukturę i zbadać, jak robią to komórki. Czerwone krwinki, otoczone tu przez niebieskie komórki, które je ściskają. Materiał wokół nich jest bezczynny, służy temu, żeby utrzymać kształt. Lata temu sfotografowaliśmy go z pomocą mikroskopu elektronowego. Widać, że komórka jest całkiem ładna. Posiada dół, górę, produkuje duże ilości mleka, bo pochodzi od myszy we wczesnej ciąży.
You take these cells, you put them in a dish, and within three days, they look like that. They completely forget. So you take them out, you put them in a dish, they don't make milk. They completely forget. For example, here is a lovely yellow droplet of milk on the left, there is nothing on the right. Look at the nuclei. The nuclei in the cell on the left is in the animal, the one on the right is in a dish. They are completely different from each other.
Bierze się te komórki, umieszcza na szkiełku i po trzech dniach wyglądają tak. Całkiem zapominają. Wyjmujemy je, kładziemy na szkielku, a one nie dają mleka. Całkowicie zapomniały. Po lewej jest śliczna kropelka mleka, a po prawej nie ma nic. Popatrzcie na jądro w komórce po lewej, które jest w zwierzęciu i to po prawej - na szkiełku. Są zupełnie inne.
So, what does this tell you? This tells you that here also, context overrides. In different contexts, cells do different things. But how does context signal? So, Einstein said that "For an idea that does not first seem insane, there is no hope." So, you can imagine the amount of skepticism I received -- couldn't get money, couldn't do a whole lot of other things, but I'm so glad it all worked out.
Co to znaczy? Oznacza to, że nawet tutaj, kontekst jest ważniejszy. W różnych kontekstach, komórki działają inaczej. Jak kontekst daje o sobie znać? Einstein powiedział: "Jeśli pomysł nie wydaje się szalony, nie ma nadziei na jego powodzenie." Wyobraźcie sobie przeszkody, które musiałam pokonać. Nie mogłam dostać pieniędzy, nie mogłam robić wielu rzeczy, ale w końcu wszystko się udało.
So, we made a section of the mammary gland of the mouse, and all those lovely acini are there, every one of those with the red around them are an acinus, and we said okay, we are going to try and make this, and I said, maybe that red stuff around the acinus that people think there's just a structural scaffold, maybe it has information, maybe it tells the cells what to do, maybe it tells the nucleus what to do. So I said, extracellular matrix, which is this stuff called ECM, signals and actually tells the cells what to do.
Zrobiliśmy przekrój gruczołu sutkowego myszy. Każdy z acinusów, ma czerwoną otoczkę. Pomyślałam, że być może ta czerwona otoczka Pomyślałam, że być może ta czerwona otoczka uważana za zwykłe rusztowanie, zawiera informacje. Może mówi on komórkom i jądrom co robić. Stwierdziłam, że macierz pozakomórkowa, inaczej ECM, zarządza działaniem komórek.
So, we decided to make things that would look like that. We found some gooey material that had the right extracellular matrix in it, we put the cells in it, and lo and behold, in about four days, they got reorganized and on the right, is what we can make in culture. On the left is what's inside the animal, we call it in vivo, and the one in culture was full of milk, the lovely red there is full of milk. So, we Got Milk, for the American audience. All right. And here is this beautiful human cell, and you can imagine that here also, context goes.
Zaczęliśmy pracować nad czymś podobnym. Znaleźliśmy trochę maziowatego materiału, zawierającego odpowiednią macierz pozakomórkową, dodaliśmy komórki i po czterech dniach, przegrupowały się. Po prawej jest to, co wyhodowaliśmy. A po lewej to, co znajduje się w żywym zwierzęciu. To wytworzone sztucznie było pełne mleka, to czerwone jest pełne mleka. Pijesz mleko, jesteś wielki. Tutaj mamy piękną, ludzką komórkę, gdzie kontekst także odgrywa ważną rolę.
So, what do we do now? I made a radical hypothesis. I said, if it's true that architecture is dominant, architecture restored to a cancer cell should make the cancer cell think it's normal. Could this be done? So, we tried it. In order to do that, however, we needed to have a method of distinguishing normal from malignant, and on the left is the single normal cell, human breast, put in three-dimensional gooey gel that has extracellular matrix, it makes all these beautiful structures. On the right, you see it looks very ugly, the cells continue to grow, the normal ones stop. And you see here in higher magnification the normal acinus and the ugly tumor.
I co dalej? Postawiłam skrajną hipotezę. Stwierdziłam, że skoro budowa jest ważniejsza, przywrócenie odpowiedniej budowy komórce rakowej sprawi, że stanie się ona zdrowa. Czy to możliwe? Spróbowaliśmy. Żeby to zrobić, należało znaleźć metodę odróżniania zdrowej komórki od złośliwej. Po lewej jest zdrowa komórka z ludzkiej piersi zanurzona w trójwymiarowym żelu. Zawiera macierz pozakomórkową tworzącą te piękne struktury. Po prawej, wygląda bardzo brzydko, komórki ciągle rosną, a te zdrowe przestają. Tutaj widać w powiększeniu zdrowy acinus i złośliwy guz.
So we said, what is on the surface of these ugly tumors? Could we calm them down -- they were signaling like crazy and they have pathways all messed up -- and make them to the level of the normal? Well, it was wonderful. Boggles my mind. This is what we got. We can revert the malignant phenotype.
Co jest na powierzchni tych guzów? Może da się zatrzymać wysyłane przez nie szalone, zagmatwane sygnały i uczynić je zdrowymi? To wspaniałe i nie mieści mi się w głowie. Oto rezultaty. Można zmienić złośliwy fenotyp.
(Applause)
(Brawa)
And in order to show you that the malignant phenotype I didn't just choose one, here are little movies, sort of fuzzy, but you see that on the left are the malignant cells, all of them are malignant, we add one single inhibitor in the beginning, and look what happens, they all look like that. We inject them into the mouse, the ones on the right, and none of them would make tumors. We inject the other ones in the mouse, 100 percent tumors.
Pokażę więcej niż jeden złośliwy fenotyp. Oto krótkie filmy, trochę zamazane, ale widać, że wszystkie komórki po lewej są złośliwe, dodajemy na początku jeden inhibitor. Oto, co się dzieje. Gdy wstrzyknęliśmy myszy te po prawej, żadna z nie wywołała raka, a gdy te złośliwe, rezultatem był zawsze rak.
So, it's a new way of thinking about cancer, it's a hopeful way of thinking about cancer. We should be able to be dealing with these things at this level, and these conclusions say that growth and malignant behavior is regulated at the level of tissue organization and that the tissue organization is dependent on the extracellular matrix and the microenvironment. All right, thus form and function interact dynamically and reciprocally. And here is another five seconds of repose, is my mantra. Form and function.
To nowe spojrzenie na nowotwory, pełne nadziei. Powinniśmy umieć to wykorzystać wnioski. A są one takie, że wzrost i złośliwość raka zależy od organizacji tkanek, która zależna jest od macierzy pozakomórkowej i mikrośrodowiska. która zależna jest od macierzy pozakomórkowej i mikrośrodowiska. Forma i funkcja wzajemnie na siebie oddziałują. Oto moja kolejna mantra. Forma i funkcja.
And of course, we now ask, where do we go now? We'd like to take this kind of thinking into the clinic. But before we do that, I'd like you to think that at any given time when you're sitting there, in your 70 trillion cells, the extracellular matrix signaling to your nucleus, the nucleus is signaling to your extracellular matrix and this is how your balance is kept and restored.
Jednak co dalej? Chcielibyśmy wprowadzić to w życie. Pomyślcie, w każdej chwili waszego życia, w każdej z waszych 70 bilionów komórek, w każdej z waszych 70 bilionów komórek, macierz pozakomórkowa przesyła sygnały do jądra, a jądro przesyła sygnały do macierzy by utrzymać równowagę w waszym ciele.
We have made a lot of discoveries, we have shown that extracellular matrix talks to chromatin. We have shown that there's little pieces of DNA on the specific genes of the mammary gland that actually respond to extracellular matrix. It has taken many years, but it has been very rewarding.
Poczyniliśmy wiele odkryć, udowodniliśmy, że macierz pozakomórkowa komunikuje się z chromatyną. Że to określone fragmenty DNA w genach gruczołu sutkowego komunikują się z macierzą pozakomórkową. Zajęło to wiele lat, lecz było warto.
And before I get to the next slide, I have to tell you that there are so many additional discoveries to be made. There is so much mystery we don't know. And I always say to the students and post-docs I lecture to, don't be arrogant, because arrogance kills curiosity. Curiosity and passion. You need to always think, what else needs to be discovered? And maybe my discovery needs to be added to or maybe it needs to be changed.
Zanim przejdę do następnego slajdu, muszę powiedzieć, że jest jeszcze wiele rzeczy do odkrycia. Jest tyle tajemnic do rozwiązania. Studentom i doktorantom zawsze mówię, by nie byli aroganccy, bo to zabija ciekawość. Ciekawość i pasję. Trzeba się zastanawiać, co jeszcze można odkryć, czy dane odkrycie można ulepszyć, albo całkiem zmienić.
So, we have now made an amazing discovery, a post-doc in the lab who is a physicist asked me, what do the cells do when you put them in? What do they do in the beginning when they do? I said, I don't know, we couldn't look at them. We didn't have high images in the old days. So she, being an imager and a physicist, did this incredible thing. This is a single human breast cell in three dimensions. Look at it. It's constantly doing this. Has a coherent movement. You put the cancer cells there, and they do go all over, they do this. They don't do this. And when we revert the cancer cell, it again does this. Absolutely boggles my mind. So the cell acts like an embryo. What an exciting thing.
Dokonaliśmy wspaniałego odkrycia. Doktorantka, z wykształcenia fizyk, zapytała, co robią te komórki. Co robią na samym początku? Nie wiedziałam. Kiedyś nie mogliśmy ich oglądać. Nie było wtedy obrazów o dużej rozdzielczości. Będąc grafikiem i fizykiem zrobiła coś niesamowitego. Oto ludzka komórka piersi w trzech wymiarach. Popatrzcie, ciągle się rusza. Jej ruch jest spójny. Kiedy dodamy komórki rakowe, rozpierzchną się. Ruszają się tak, a nie tak. Kiedy "naprawimy" komórkę rakową, znów rusza się tak. Nie umiem tego pojąć. Komórka zachowuje się jak embrion. Niesamowite.
So I'd like to finish with a poem. Well I used to love English literature, and I debated in college, which one should I do? And unfortunately or fortunately, chemistry won. But here is a poem from Yeats. I'll just read you the last two lines. It's called "Among the School Children." "O body swayed to music / O brightening glance / How [can we know] the dancer from the dance?" And here is Merce Cunningham, I was fortunate to dance with him when I was younger, and here he is a dancer, and while he is dancing, he is both the dancer and the dance. The minute he stops, we have neither. So it's like form and function.
Chciałabym zakończyć wierszem. Kiedyś kochałam literaturę angielską, trudno było wybrać, co studiować. Na szczęście lub nieszczęście, wygrała chemia. To dwie ostatnie linijki z wiersza Yeatsa. Nazywa się "Wśród dzieci szkolnych". "O ciele, w rytm muzyki, O, wzroku kochańca Jak nam odróżnić tancerza od tańca?" Oto Merce Cunningham, z którym tańczyłam, gdy byłam młoda. Jest tancerzem i kiedy tańczy, jest jednocześnie i tancerzem i tańcem. Gdy się zatrzyma nie zostaje nic. Tak jak forma i funkcja.
Now, I'd like to show you a current picture of my group. I have been fortunate to have had these magnificant students and post-docs who have taught me so much, and I have had many of these groups come and go. They are the future and I try to make them not be afraid of being the cat and being told, don't think outside the box.
Pokażę zdjęcie mojej grupy. Miałam szczęście pracować z tymi wspaniałymi studentami i doktorantami. Wiele mnie nauczyli. Było, jest i będzie wiele takich grup. To oni są przyszłością i staram się im wpoić, by nie bali się być kotem i myśleć nieszablonowo.
And I'd like to leave you with this thought. On the left is water coming through the shore, taken from a NASA satellite. On the right, there is a coral. Now if you take the mammary gland and spread it and take the fat away, on a dish it looks like that. Do they look the same? Do they have the same patterns? Why is it that nature keeps doing that over and over again?
Chciałabym zakończyć taką myślą. Po lewej, woda przedziera się przez wybrzeże. To zdjęcie z satelity NASA. Po prawej, koral. Gdy rozłożymy gruczoł mlekowy i usuniemy tłuszcz, wygląda tak. Czy wyglądają tak samo? Dlaczego natura ciągle powtarza te wzory?
And I'd like to submit to you that we have sequenced the human genome, we know everything about the sequence of the gene, the language of the gene, the alphabet of the gene, But we know nothing, but nothing, about the language and alphabet of form. So, it's a wonderful new horizon, it's a wonderful thing to discover for the young and the passionate old, and that's me.
Poznaliśmy sekwencję ludzkiego genomu Poznaliśmy sekwencję ludzkiego genomu wiemy wszystko o pojedynczych genach, znamy język i alfabet genu. Jednak nie wiemy zupełnie nic o języku i alfabecie formy. Otwiera to nowe pole do badań dla młodszych i starszych naukowców jak ja. dla młodszych i starszych naukowców jak ja.
So go to it!
Więc brać się do roboty!
(Applause)
(Brawa)