Možemo koristiti bakterije za otkrivanje raka (a možda i liječenje)

Rak jetre je jedan od rakova koji se najteže otkriva, ali sintetski biolog Tal Danino ima čudnu zamisao: Što ako bi mogli napraviti probiotik, jestivu bakteriju koja je "programirana" da otkrije tumor jetre? Njegov uvid iskorištava nešto što tek počinjemo razumjeti o bakterijama: njihova moć kvorum očitovanja, ili zajednički rad kada dosegnu kritičnu masu. Danino, TED fellow, objašnjava kako kvorum očitvanje djeluje - i kako bi bakterije pametno radeći zajedno, jednog dana mogle promijeniti liječenje raka.

Možda niste svjesni toga.

ali bakterija u vašem tijelu ima više
nego zvijezda u našoj cijeloj galaksiji

Očaravajući svemir bakterija
u našem tijelu

je sastavni dio našeg zdravlja.

i naša tehnologija se razvija tako brzo

da smo danas u mogućnosti programirati te
bakterije kao što programiramo računala

Dijagram koji vidite ovdje,

Znam da izgleda
kao nacrt za neku sportsku igru,

ali je zapravo shematski plan prvog
bakterijskog programa kojeg sam razvio.

I kao što pišemo software,
možemo tiskati i pisati DNA

u različitie algoritme
i programe unutar bakterije.

Ono što ovaj program radi je
proizvodnja fluorescentnih

proteina na ritmičan način

i proizvodi sitne molekule

koje omogućavaju bakteriji
komunikaciju i sinkronizaciju,

kao što vidite u ovom videu.

Rastuća kolonija bakterija
koju vidite ovdje

širine je ljudske dlake.

Ono što možete vidjeti
jest da naš genetički program

daje uputstva ovim bakterijama
da svaka proizvodi sitne molekule

i te molekule putuju između
tisuća ovih pojedinačnih bakterija.

govoreći im kada da se uključe ili isključe

I bakterije vrlo dobro
sinkroniziraju na ovoj razini,

ali zato što molekule koje ih
sinkroniziraju zajedno mogu putovati samo

tako brzo u većim kolonijama bakterija,
to rezultira pojavom putujućih valova

između bakterija koje
su međusobno udaljene

i možete vidjeti kako ovi valovi idu
zdesna nalijevo preko zaslona.

Naš genetički program
se oslanja na prirodni fenomen

nazvan kvorum očitavanje

kojim bakterija aktivira koordinirane
a nekad i zarazna ponašanja

jednom kad dosegnu kritučnu gustoću.

Možete vidjeti kvorum
očitavanje u akciji u ovom videu

gdje rastuća kolonija bakterija
tek započinje sjati

kada dosegne visoku
ili kritičnu gustoć.

Naš genetski program

nastavlja proizvoditi te ritmične
uzorke fluorescentnih proteina

kako kolonija raste prema van.

Ovaj posebni video i eksperiment
mi zovemo Supernova,

zato što izgleda poput
eksplodirajuće zvijezde.

Osim programiranja
ovih predivnih uzoraka,

pitao sam se, što još možemo
postići da ove bakterije rade?

I odlučio sam istražiti kako
možemo programirati bakterije

da otkrivaju i lijeće u našem
tijelu bolesti poput raka

Jedna od iznenađujućih
činjenica o bakterijama

je da one mogu prirodno
izrasti unutar tumora.

To se događa jer su tumori uobičajeno

područja gdje imunološki
sustav nema pristup,

i tako bakterije pronalaze ove tumore

i koriste ih kao raj
za rast i napredak.

Počeli smo koristiti
probiotičke bakterije

koje su sigurne bakterije
i koriste zdravlju,

i otkrili smo kada ih
se oralno da mišu

ovi probiotici selektivno
rastu unutar tumora jetre.

Shvatili smo da je najpogodniji način za

označiti prisutnost tih probiotika,

a samim time i tumora,

je da omogućimo da te
bakterije proizvode signal

koji bi bilo moguće otkriti u mokraći,

i tako smo posebno
programirali te probiotike

da naprave molekulu koja mijenja
boju vaše mokraće

da označi prisutnost raka.

Išli smo dalje kako bi
pokazali da bi ova

tehnologija mogla precizno i
specifično otkriti rak jetre,

što je inače
zahtjevno otkriti.

Budući da se ove bakterije
posebno vežu uz tumore,

programirali smo ih da
osim što otkrivaju rak

da ga i liječe

proizvodeći terapeutske molekule
iz unutrašnjosti tumora

što smanjuje tumor,

i to smo radili koristeći
programe kvorum očitovanja

kao što ste vidjeli u prošlim videima.

Sveukupno, zamislite da u budućnosti
uzmemo programirani probiotik

koji bi mogao otkriti i liječiti rak,

ili čak druge bolesti.

Naša sposobnost da programiramo bakterije

i programiramo život

otvara nove horizonte u istraživanju raka,

i kako bih podijelio ovu viziju,
s umjetnikom Vikom Munizom

sam radio na izradi simbola svemira,

napravljenog u potpunosti od
bakterija i stanica raka.

Naposljetku, nadam se da ljepota
i svrha ovog mikroskopskog svemira

može inspirirati nove i kreativne pristupe
u budućnosti istraživanja raka.

Hvala vam.

(Pljesak)