Je beseft het misschien niet,
maar er zijn meer bacteriën in je lichaam
dan er sterren zijn in het heelal.
Deze fascinerende wereld
van bacteriën in ons lichaam
vormt een integraal deel
van onze gezondheid,
en onze technologie
ontwikkelt zich zo snel
dat we deze bacteriën nu,
net als computers, kunnen programmeren.
Het schema dat je hier ziet,
lijkt op een wedstrijdstrategie
maar is eigenlijk een overzicht van
mijn eerste bacterieprogramma.
En net zoals bij software,
kunnen we DNA printen en schrijven
in verschillende logaritmes
en programma's in de bacteriën.
Dit programma produceert
fluorescerende eiwitten
in een regelmatig tempo
en genereert kleine moleculen
waardoor de bacteriën communiceren
en synchroniseren,
zoals je kunt zien in deze video.
Deze groeiende kolonie van bacteriën
heeft ongeveer de breedte
van een menselijk haar.
Wat je niet ziet,
is dat ons genetisch programma
elke bacterie voorschrijft om
kleine moleculen aan te maken,
en deze moleculen verspreiden zich
tussen duizenden andere bacteriën
om die al dan niet te activeren.
De bacteriën synchroniseren
redelijk goed op deze schaal,
maar omdat de molecule die
ze synchroniseert in snelheid beperkt is,
ontstaan in grotere bacteriekolonies
bewegende golven
tussen bacteriën die
ver uit elkaar liggen.
Je ziet deze golven op het scherm
van rechts naar links bewegen.
Ons genetisch programma is gebaseerd
op het natuurlijke fenomeen
'quorum sensing',
waarbij bacteriën gelijktijdig
en soms heftig reageren
wanneer ze een kritische
dichtheid bereiken.
Je kan 'quorum sensing' in actie zien
in deze video,
waarbij een groeiende kolonie bacteriën
pas begint te gloeien
als een hoge of kritische
dichtheid wordt bereikt.
Ons genetisch programma
blijft deze regelmatige patronen van
fluorescente eiwitten produceren
terwijl de kolonie groeit.
Dit is een video van een experiment
dat we de Supernova noemen,
omdat het op een exploderende ster lijkt.
Naast het programmeren van
deze mooie patronen
vroeg ik mij af: wat kunnen deze
bacteriën nog meer doen?
Daarom onderzocht ik hoe we
bacteriën kunnen programmeren
om ziektes als kanker
te herkennen en te genezen.
Een van de verrassende feiten
over bacteriën
is dat ze zonder hulp kunnen
groeien in tumoren.
Dit gebeurt omdat tumoren in principe
plekken zijn waar
het immuunsysteem niet werkt.
Bacteriën vinden deze tumoren,
die een vrijhaven is
voor hun groei en ontwikkeling.
We gebruikten probiotische bacteriën,
veilige bacteriën
die goed zijn voor de gezondheid,
die, wanneer ze oraal
aan muizen werden toegediend,
uitsluitend in levertumoren
verder groeiden.
Het bleek dat de makkelijkste manier
om de probioticums te vinden,
en dus ook tumoren,
was om deze bacteriën een signaal
te laten produceren
dat we konden detecteren in urine.
Deze probioticums zijn dan ook
speciaal geprogrammeerd
om een molecuul aan te maken
dat de kleur van je urine verandert
om de aanwezigheid van kanker
aan te tonen.
Het bleek dat deze technologie
zeer precies en nauwkeurig
leverkanker kon herkennen,
wat normaal gesproken erg lastig is.
Omdat deze bacteriën zich
specifiek aan tumoren vastkleven,
hebben we ze geprogrammeerd
om kanker niet alleen te herkennen
maar het ook te behandelen
door binnenin de tumor
helende moleculen te produceren
die de bestaande tumoren laten krimpen.
Dit deden we met
quorum-sensingprogramma's,
zoals die uit de voorgaande video's.
Samengevat: stel je een toekomst voor
waarin een geprogrammeerd probioticum
kanker kan herkennen en behandelen,
maar ook andere ziektes.
Ons vermogen om bacteriën
en leven te programmeren,
opent nieuwe mogelijkheden
in kankeronderzoek.
Om dit toekomstbeeld te delen,
werkte ik met kunstenaar Vik Muniz
aan het symbool van het universum
gemaakt uit bacteriën en kankercellen.
Ik hoop dat de schoonheid en het doel
van dit microscopische universum
als inspiratie kan dienen voor nieuwe en
creatieve richtingen in kankeronderzoek.
Dankjewel.
(Applaus)