Cancer affects all of us -- especially the ones that come back over and over again, the highly invasive and drug-resistant ones, the ones that defy medical treatment, even when we throw our best drugs at them. Engineering at the molecular level, working at the smallest of scales, can provide exciting new ways to fight the most aggressive forms of cancer.
Ung thư ảnh hưởng tới tất cả chúng ta-- đặc biệt những căn tái phát liên tục, những căn ung thư di căn diện rộng và nhờn thuốc, những căn thách thức liệu pháp y khoa, ngay cả khi dùng những loại thuốc tốt nhất để trị. Phân tích ở mức độ phân tử, làm việc trên diện nhỏ nhất, có thể tạo ra các phương thức mới đáng ngạc nhiên để chống lại các dạng ung thư khủng khiếp nhất
Cancer is a very clever disease. There are some forms of cancer, which, fortunately, we've learned how to address relatively well with known and established drugs and surgery. But there are some forms of cancer that don't respond to these approaches, and the tumor survives or comes back, even after an onslaught of drugs.
Ung thư là một mầm bệnh rất thông minh. Có một số loại hình ung thư, không may, chúng ta mới chỉ học cách chữa trị tạm ổn với những loại thuốc và cách phẫu thuật đã được biết và xác minh. Nhưng có một số loại ung thư không phản ứng lại với cách tiếp cận này các khối u vẫn tồn tại hoặc tái phát, kể cả sau sự tấn công của thuốc.
We can think of these very aggressive forms of cancer as kind of supervillains in a comic book. They're clever, they're adaptable, and they're very good at staying alive. And, like most supervillains these days, their superpowers come from a genetic mutation. The genes that are modified inside these tumor cells can enable and encode for new and unimagined modes of survival, allowing the cancer cell to live through even our best chemotherapy treatments.
Chúng ta có thể nghĩ về các loại hình ung thư này như những kẻ phản diện trong truyện tranh Chúng thông minh, chúng dễ thích nghi, và chúng rất giỏi trong việc sinh tồn. Và, giống như hầu hết những kẻ ác ngày nay những siêu năng lực của chúng đến từ đột biến di truyền. Các gen biến đổi bên trong các tế bào ung thư cho phép tạo mã các hình thức tồn tại mới và không thể đoán trước, cho phép các tế bào ung thư sinh tồn vượt qua cả các hóa trị liệu tốt nhất.
One example is a trick in which a gene allows a cell, even as the drug approaches the cell, to push the drug out, before the drug can have any effect. Imagine -- the cell effectively spits out the drug. This is just one example of the many genetic tricks in the bag of our supervillain, cancer. All due to mutant genes.
Một ví dụ về "mánh khóe" trong đó 1 gen cho phép 1 tế bào, ngay cả khi thuốc tiếp cận tế bào, đẩy thuốc ra ngoài, trước khi thuốc có thể phát huy tác dụng. Hãy tưởng tượng, tế bào phun thuốc ra. Đây chỉ là một ví dụ nhỏ trong rất nhiều những "mánh khóe" trong túi những "kẻ độc ác" kia, ung thư. Tất cả đều là do sự đột biến gen.
So, we have a supervillain with incredible superpowers. And we need a new and powerful mode of attack. Actually, we can turn off a gene. The key is a set of molecules known as siRNA. siRNA are short sequences of genetic code that guide a cell to block a certain gene. Each siRNA molecule can turn off a specific gene inside the cell. For many years since its discovery, scientists have been very excited about how we can apply these gene blockers in medicine.
Vậy, chúng ta có một kẻ độc ác với siêu năng lượng không tưởng, Và chúng ta cần một phương thức phản công mới và mạnh mẽ hơn. Thật ra, chúng ta có thể tắt một Gen đi. Chìa khóa là chuổi phẩn tử biết đến là siRNA. siRNA là một chuổi ngắn các mã gen hướng dẫn một tế bào khóa một gen nào đó lại. Mỗi phẩn tử siRNA có thể tắt một gen nhất định bên trong tế bào. Trong nhiều năm kể từ khi phát hiện ra điều này, các nhà khoa học rất háo hức về việc làm sao áp dụng tắt các gen này trong y học
But, there is a problem. siRNA works well inside the cell. But if it gets exposed to the enzymes that reside in our bloodstream or our tissues, it degrades within seconds. It has to be packaged, protected through its journey through the body on its way to the final target inside the cancer cell.
Nhưng, có môt vấn đề siRNA hoạt động rất tốt trong tế bào, nhưng nếu tác động với các enzym trong tế bào máu hay các mô, chúng sẽ suy biến ngay lập tức. Cần phải được che chắn, bảo vệ suốt tiến trình trong cơ thể trên đường đến mục tiêu cuối cùng bên trong tế bào ung thư.
So, here's our strategy. First, we'll dose the cancer cell with siRNA, the gene blocker, and silence those survival genes, and then we'll whop it with a chemo drug. But how do we carry that out? Using molecular engineering, we can actually design a superweapon that can travel through the bloodstream. It has to be tiny enough to get through the bloodstream, it's got to be small enough to penetrate the tumor tissue, and it's got to be tiny enough to be taken up inside the cancer cell. To do this job well, it has to be about one one-hundredth the size of a human hair.
Vậy, đây là chiến dịch của chúng tôi. Đầu tiên, sẽ trộn lẫn tế bào ung thư với siRNA, bộ hãm gen, tạm dừng các gen sống sót này, sau đó, chúng tôi sẽ tấn công bằng hóa trị. Nhưng làm sao để thực hiện? Bằng cách vận dụng kỹ thuật phân tử, chúng ta có thể thiết kế một "siêu vũ khí" thâm nhập qua đường máu. Nó phải đủ nhỏ để thâm nhập vào đường máu đủ nhỏ để thấm vào các mô ung thư, đủ để tác động bên trong tế bào ung thư. Để làm được điều này, Nó phải bằng 1/100 kích thước tóc người.
Let's take a closer look at how we can build this nanoparticle. First, let's start with the nanoparticle core. It's a tiny capsule that contains the chemotherapy drug. This is the poison that will actually end the tumor cell's life. Around this core, we'll wrap a very thin, nanometers-thin blanket of siRNA. This is our gene blocker. Because siRNA is strongly negatively charged, we can protect it with a nice, protective layer of positively charged polymer. The two oppositely charged molecules stick together through charge attraction, and that provides us with a protective layer that prevents the siRNA from degrading in the bloodstream. We're almost done.
Hãy nhìn kỹ hơn cách chúng tôi thiết lập hạt nano này. Đầu tiên, bắt đầu với lõi của hạt nano. Một viên con nhộng nhỏ chứa thuốc đặc trị. Đây là chất độc sẽ giết tế bào ung thư. Quanh lõi, chúng tôi phủ một lớp mỏng mỏng cỡ nanomet của siRNA. Đây là bộ hãm gen. Bởi vì siRNA phải mang một trách nhiệm cực kì bất lợi chúng ta có thể bảo vệ nó bằng một lớp bảo vệ polymer điện tích dương. Hai phân tử có điện tích trái dấu dính vào nhau hút nhau và tạo cho chúng ta 1 màng bảo vệ ngăn cản siRNA suy thoái trong mô máu. Vậy là sắp hoàn thành
(Laughter)
(Cười)
But there is one more big obstacle we have to think about. In fact, it may be the biggest obstacle of all. How do we deploy this superweapon? I mean, every good weapon needs to be targeted, we have to target this superweapon to the supervillain cells that reside in the tumor.
Nhưng có một trở ngại lớn chúng ta cần phải chú ý Thực tế, đây có thể là trở ngại lớn nhất. Làm sao chúng ta triển khai vũ khí này? Ý tôi là mỗi vũ khí tốt cần có mục tiêu, chúng ta phải thiết đặt vũ khí này cho các tế bào ác tính sống trong các khối u.
But our bodies have a natural immune-defense system: cells that reside in the bloodstream and pick out things that don't belong, so that it can destroy or eliminate them. And guess what? Our nanoparticle is considered a foreign object. We have to sneak our nanoparticle past the tumor defense system. We have to get it past this mechanism of getting rid of the foreign object by disguising it.
Nhưng cơ thể chúng ta có hệ thống miễn dịch tự nhiên: các tế bào cư trú trong đường máu và đào thải những vật lạ để tế bào máu có thể tiêu diệt chúng. Hãy đoán xem? Các hạt nano bị coi như tác nhân ngoại lai. Chúng ta phải lén đưa các hạt nano này qua hệ thống miễn dịch. Chúng ta phải băng qua được hệ thống đào thải tế bào ngoại lai này bằng cách ngụy trang cho nó.
So we add one more negatively charged layer around this nanoparticle, which serves two purposes. First, this outer layer is one of the naturally charged, highly hydrated polysaccharides that resides in our body. It creates a cloud of water molecules around the nanoparticle that gives us an invisibility cloaking effect. This invisibility cloak allows the nanoparticle to travel through the bloodstream long and far enough to reach the tumor, without getting eliminated by the body.
Chúng ta thêm một màng bọc âm tính bên ngoài quanh các hạt nano, với hai mục đích. Thứ nhất, lớp màng ngoài cùng này là một trong số những lớp có chức năng tự nhiên, polysaccarit ngậm nước cao cư trú trong cơ thể chúng ta Nó tạo ra một đám phân tử nước bọc quanh hạt nano như một lớp áo choàng tàng hình. Lớp tàng hình này cho phép các hạt nano di chuyển qua các mạch máu đủ dài và xa xâm nhập vào khối u, mà không bị cơ thể đào thải.
Second, this layer contains molecules which bind specifically to our tumor cell. Once bound, the cancer cell takes up the nanoparticle, and now we have our nanoparticle inside the cancer cell and ready to deploy.
Thứ hai, lớp màng bảo vệ chứa phân tử luôn kết lại với tế bào ung thư. Khi đã kết lại, tế bào ung thư nuốt hạt và lúc này hạt xâm nhập vào bên trong tế bào ung thư và sẵn sàng "dàn trận".
Alright! I feel the same way. Let's go!
Vậy đó! Tôi cũng thấy như vậy. Tiến lên nào!
(Applause)
(Vỗ tay)
The siRNA is deployed first. It acts for hours, giving enough time to silence and block those survival genes. We have now disabled those genetic superpowers. What remains is a cancer cell with no special defenses. Then, the chemotherapy drug comes out of the core and destroys the tumor cell cleanly and efficiently. With sufficient gene blockers, we can address many different kinds of mutations, allowing the chance to sweep out tumors, without leaving behind any bad guys.
siRNA sẽ bị phá hủy trước. Phản ứng hàng giờ, đủ thời gian để làm ngưng hoạt động và kìm hãm các gen sống sót. Bây giờ chúng ta đã vô hiệu hóa những siêu năng lượng di truyền này. Còn lại là một tế bào ung thư không còn phòng thủ. Sau đó, thuốc hóa trị xâm nhập hạt nhân và phá hủy tế bào ung thư toàn diện. Với hệ thống hãm gen phù hợp, chúng ta có thể đánh bại các loại đột biến, mở ra cơ hội loại bỏ nhiều khối u mà không để lại những biến thể của chúng.
So, how does our strategy work? We've tested these nanostructure particles in animals using a highly aggressive form of triple-negative breast cancer. This triple-negative breast cancer exhibits the gene that spits out cancer drug as soon as it is delivered.
Vậy, chiến lược này của chúng tôi hoạt động thế nào? Chúng tôi đã kiểm nghiệm những cấu trúc nano ở động vật áp dụng cho trường hợp tích cực cao cho ung thư vú âm tính thể bộ ba. Ung thư vú thể bộ ba âm tính này là gen có thể "phun" thuốc ra ngay khi thuốc mới đưa vào
Usually, doxorubicin -- let's call it "dox" -- is the cancer drug that is the first line of treatment for breast cancer. So, we first treated our animals with a dox core, dox only. The tumor slowed their rate of growth, but they still grew rapidly, doubling in size over a period of two weeks.
doxorubicin, gọi là dox là thuốc chống ung thư là phương chữa trị đầu tiên của ung thư vú Vậy nên, chúng tôi dùng dox để điều trị cho động vật, chỉ dox thôi Khối u chậm tăng trưởng chậm lại nhưng chúng vẫn lớn lên nhanh, tăng gấp đôi kích thước qua 2 tuần
Then, we tried our combination superweapon. A nanolayer particle with siRNA against the chemo pump, plus, we have the dox in the core. And look -- we found that not only did the tumors stop growing, they actually decreased in size and were eliminated in some cases. The tumors were actually regressing.
Sau đó, chúng tôi thử siêu vũ khí kêt hợp một hạt nano với siRNA chống lại sự bơm hóa chất thêm vào đó, chúng tôi có dox trong nhân Và hãy xem, chúng tôi nhận thấy các tế bào ung thư ngừng phát triển mà chúng thật sự đã giảm kích thước và bị tiêu diệt trong một vài trường hợp. Những tế bào ung thư thật sự đã bị đẩy lùi.
(Applause)
(tiếng vỗ tay)
What's great about this approach is that it can be personalized. We can add many different layers of siRNA to address different mutations and tumor defense mechanisms. And we can put different drugs into the nanoparticle core. As doctors learn how to test patients and understand certain tumor genetic types, they can help us determine which patients can benefit from this strategy and which gene blockers we can use.
Điều tuyệt vời ở cách tiếp cận này có thể được cá nhân hóa chúng ta có thể thêm vào nhiều tầng siRNA khác nhau để chữa những đột biến và khối u khác nhau và chúng ta có thể đưa các loại thuốc khác nhau vào nhân nano Khì những bác sĩ học cách kiểm tra bệnh nhân và biết chính xác loại gen ung thư, họ sẽ giúp ta xác định bệnh nhân nào được lợi từ phương pháp này và loại gen ức chế nào chúng ta có thể dùng.
Ovarian cancer strikes a special chord with me. It is a very aggressive cancer, in part because it's discovered at very late stages, when it's highly advanced and there are a number of genetic mutations. After the first round of chemotherapy, this cancer comes back for 75 percent of patients. And it usually comes back in a drug-resistant form. High-grade ovarian cancer is one of the biggest supervillains out there. And we're now directing our superweapon toward its defeat.
Ung thư buồng trứng là sự quan tâm đặc biệt của tôi nó là loại ung thư cực kỳ nguy hiểm phần vì nó được phát hiện ở giai đoạn rất trễ khi bệnh đã tiến triển rất tệ và có một số đột biến gen Sau lần hóa trị đầu tiên, 75% bệnh nhân sẽ tái phát. và nó thường xuyên tái phát với cấu trúc kháng thuốc ung thư buồng trứng cao cấp là một trong những căn bệnh quái ác nhất. và bây giờ ta đang hướng những siêu vũ khí để đánh bại chúng.
As a researcher, I usually don't get to work with patients. But I recently met a mother who is an ovarian cancer survivor, Mimi, and her daughter, Paige. I was deeply inspired by the optimism and strength that both mother and daughter displayed and by their story of courage and support. At this event, we spoke about the different technologies directed at cancer. And Mimi was in tears as she explained how learning about these efforts gives her hope for future generations, including her own daughter. This really touched me. It's not just about building really elegant science. It's about changing people's lives. It's about understanding the power of engineering on the scale of molecules.
Là một nhà nghiên cứu, tôi không thường xuyên làm việc với bệnh nhân. Nhưng tôi vừa gặp một người mẹ người qua khỏi ung thư buồng trứng, Mimi, và con gái cô ấy, Paige tôi thật sự cảm phục sự lạc quan và mạnh mẽ của cả 2 mẹ con họ và câu chuyện về sự dũng cảm và nâng đỡ Trong dịp này, chúng tôi nói về những kỹ thuật khác nhau nhắm đến ung thư. Và Mimi đã khóc khi cô ấy giải thích việc học được sự nỗ lực này cho cô ấy hy vong ở thế hệ tương lai, trong đó có con của cô ấy. Điều này khiến tôi xúc động. Nó không chỉ là việc xây dựng ngành khoa học tuyệt vời. mà là sự thay đổi đời sống con người. Nó là sức mạnh của sự hiểu biết về kỹ thuật trên những quy mô phân tử..
I know that as students like Paige move forward in their careers, they'll open new possibilities in addressing some of the big health problems in the world -- including ovarian cancer, neurological disorders, infectious disease -- just as chemical engineering has found a way to open doors for me, and has provided a way of engineering on the tiniest scale, that of molecules, to heal on the human scale.
Tôi biết rằng trên con đường của những sinh viên như Paige, họ sẽ mở ra các cơ hội mới trong việc giải quyết những vấn đề sức khỏe lớn trên thế giới bao gồm ung thư buồng trứng, rối loạn thần kinh, các bệnh lây nhiềm-- như là kỹ thuật hóa học đã chỉ cách mở cánh cửa cho tôi, và đưa ra những kỹ thuật trong phạm vi vi mô như của phân tử, để chữa khỏi những bệnh ở phạm vi nhân loại.
Thank you.
Cảm ơn.
(Applause)
(Vổ tay)