You may not realize this, but there are more bacteria in your body than stars in our entire galaxy. This fascinating universe of bacteria inside of us is an integral part of our health, and our technology is evolving so rapidly that today we can program these bacteria like we program computers.
Vous ne le réalisez peut-être pas, mais il y a plus de bactéries en vous que d'étoiles dans toute la galaxie. Nous sommes habités par un univers bactérien qui fait partie intégrante de notre santé et nos technologies évoluent si vite qu'aujourd'hui, nous pouvons programmer ces bactéries, comme des ordinateurs.
Now, the diagram that you see here, I know it looks like some kind of sports play, but it is actually a blueprint of the first bacterial program I developed. And like writing software, we can print and write DNA into different algorithms and programs inside of bacteria. What this program does is produces fluorescent proteins in a rhythmic fashion and generates a small molecule that allows bacteria to communicate and synchronize, as you're seeing in this movie. The growing colony of bacteria that you see here is about the width of a human hair. Now, what you can't see is that our genetic program instructs these bacteria to each produce small molecules, and these molecules travel between the thousands of individual bacteria telling them when to turn on and off. And the bacteria synchronize quite well at this scale, but because the molecule that synchronizes them together can only travel so fast, in larger colonies of bacteria, this results in traveling waves between bacteria that are far away from each other, and you can see these waves going from right to left across the screen.
Ce diagramme, qui a l'air d'une tactique sportive, je sais, schématise la première programmation de bactéries que j'ai développée. Et comme quand on écrit un logiciel, on peut imprimer et écrire l'ADN selon différents algorithmes et programmes dans la bactérie. Ce programme-ci produit des protéines fluorescentes à un certain rythme et génère une petite molécule qui permet aux bactéries de communiquer et de se synchroniser, comme vous le voyez dans ce film. La colonie grandissante de bactéries que vous voyez ici est de la largeur d'un cheveu. Ce qu'on ne voit pas, c'est notre programme génétique qui ordonne à chacune des bactéries de produire de petites molécules et ces molécules voyagent entre les milliers de bactéries leur disant quand démarrer ou s'arrêter. Les bactéries se synchronisent plutôt bien à cette échelle, mais comme la molécule qui les synchronise voyage à une certaine vitesse, dans le cas de colonies plus grandes, on obtient des vagues de mouvement entre les bactéries qui sont éloignées les unes des autres ; vous pouvez voir ces vagues se déplacer de droite à gauche sur l'écran.
Now, our genetic program relies on a natural phenomenon called quorum sensing, in which bacteria trigger coordinated and sometimes virulent behaviors once they reach a critical density. You can observe quorum sensing in action in this movie, where a growing colony of bacteria only begins to glow once it reaches a high or critical density. Our genetic program continues producing these rhythmic patterns of fluorescent proteins as the colony grows outwards. This particular movie and experiment we call The Supernova, because it looks like an exploding star.
Notre programme génétique repose sur un phénomène naturel: la détection du quorum, où les bactéries se coordonnent ou deviennent virulentes dès qu'elles atteignent une densité critique. Ce film illustre en pratique la détection du quorum. On y voit une colonie grandissante qui commence seulement à briller quand elle atteint une densité critique. Notre programme génétique entretient la production coordonnée de ces protéines fluorescentes pendant que la colonie continue sa croissance. Nous avons baptisé ce film et cette expérience Supernova, parce qu'on dirait une étoile qui explose.
Now, besides programming these beautiful patterns, I wondered, what else can we get these bacteria to do? And I decided to explore how we can program bacteria to detect and treat diseases in our bodies like cancer. One of the surprising facts about bacteria is that they can naturally grow inside of tumors. This happens because typically tumors are areas where the immune system has no access, and so bacteria find these tumors and use them as a safe haven to grow and thrive. We started using probiotic bacteria which are safe bacteria that have a health benefit, and found that when orally delivered to mice, these probiotics would selectively grow inside of liver tumors. We realized that the most convenient way to highlight the presence of the probiotics, and hence, the presence of the tumors, was to get these bacteria to produce a signal that would be detectable in the urine, and so we specifically programmed these probiotics to make a molecule that would change the color of your urine to indicate the presence of cancer. We went on to show that this technology could sensitively and specifically detect liver cancer, one that is challenging to detect otherwise.
A part programmer de beaux motifs, je me suis demandé ce que nous pourrions faire faire à ces bactéries. Et j'ai décidé de chercher à programmer des bactéries pour détecter et guérir des maladies comme le cancer. Ce qui est surprenant chez les bactéries, c'est qu'elles peuvent grandir naturellement au sein de tumeurs. C'est dû au fait que les tumeurs sont inaccessibles au système immunaitaire. Les bactéries y trouvent donc un hâvre de paix où grandir et prospérer en toute sécurité. Au début, on a pris des probiotiques, des bactéries inoffensives et même bénéfiques, et nous avons constaté qu'avalées par des souris, ces probiotiques grandissaient de manière sélective dans des tumeurs du foie. Nous avons compris que la meilleure façon de signaler la présence des probiotiques, et par extension, des tumeurs, était de faire produire un signal bactérien traçable dans les urines. Nous avons donc programmé ces probiotiques à émettre une molécule modifiant la couleur des urines et ainsi indiquer la présence d'un cancer. Nous avons été jusqu'à démontrer que cette technologie peut détecter avec précision un cancer du foie. Un cancer autrement difficile à repérer.
Now, since these bacteria specifically localize to tumors, we've been programming them to not only detect cancer but also to treat cancer by producing therapeutic molecules from within the tumor environment that shrink the existing tumors, and we've been doing this using quorum sensing programs like you saw in the previous movies.
Puisque ces bactéries s'intègrent à des tumeurs, nous les avons non seulement programmées à détecter, mais aussi à soigner un cancer en produisant des molécules thérapeutiques au sein de la tumeur qui permettent de réduire sa taille. Tout ça, en utilisant des programmes de détection du quorum comme on l'a vu plus tôt à l'écran.
Altogether, imagine in the future taking a programmed probiotic that could detect and treat cancer, or even other diseases. Our ability to program bacteria and program life opens up new horizons in cancer research, and to share this vision, I worked with artist Vik Muniz to create the symbol of the universe, made entirely out of bacteria or cancer cells. Ultimately, my hope is that the beauty and purpose of this microscopic universe can inspire new and creative approaches for the future of cancer research.
En bref, on peut concevoir qu'à l'avenir, on pourra ingérer un probiotique programmé pour détecter et guérir un cancer, voire d'autres maladies. Pouvoir programmer des bactéries et programmer la vie ouvre de nouvelles perspectives à la recherche sur le cancer. Pour partager cette vision, c'est un artiste, Vik Muniz, qui m'a aidé à représenter l'univers uniquement à partir de bactéries et de cellules cancéreuses. Et j'espère que la raison d'être et la beauté de cet univers microscopique pourront en inspirer d'autres à innover et à trouver des approches créatives
Thank you.
utiles à l'avenir de la cancérologie. Merci.
(Applause)
(Applaudissements)