Putem folosi bacterii pentru a depista cancerul (și poate pentru a-l trata)

Cancerul hepatic e una dintre cele mai dificil de depistat forme de cancer, dar biologul sintetic Tal Danino a avut o idee inovatoare: Cum ar fi dacă am putea crea o bacterie probiotică comestibilă care să fie „programată” să găsească tumorile ficatului? Perspectiva sa exploatează ceva ce noi doar începem să înțelegem în ceea ce privește bacteriile: puterea lor de a detecta în cvorum sau capacitatea de a face ceva împreună odată ce ating numărul critic. Danino, un TED fellow, explică cum funcționează detectarea în cvorum - și cum bacteriile inteligente care „lucrează” împreună ar putea schimba cândva tratamentul cancerului.

S-ar putea să nu realizați,

dar în corpul nostru sunt mai multe
bacterii decât stele în toată galaxia.

Acest univers fascinant
al bacteriilor din corpul nostru

e parte integrantă a sănătății noastre,

iar tehnologia evoluează atât de rapid

încât azi putem programa aceste bacterii
așa cum programăm calculatoarele.

Diagrama pe care o vedeți aici,

știu că arată ca o schemă
de la vreun meci,

dar e schița primului sistem de programare
a bacteriilor pe care l-am dezvoltat.

Și la fel cum scriem softuri,
putem imprima și scrie ADN

în diferiți algoritmi
și programe înăuntrul bacteriilor.

Acest program produce
proteine fluorescente

într-un mod ritmic,

generând o mică moleculă

care permite bacteriilor să
comunice și să se sincronizeze,

așa cum vedeți în acest film.

Colonia de bacterii pe care
o vedeți crescând aici

este de mărimea unui fir de păr.

Aici se vede programul nostru
care instruiește fiecare bacterie

să producă mici molecule.

Aceste molecule circulă
printre mii de bacterii,

spunându-le când să se activeze
și când să se oprească.

Bacteriile se sincronizează
foarte bine la această scară,

dar deoarece molecula care
le sincronizează are viteza maximă,

în coloniile mai mari se formează unde

între bacteriile care sunt
la distanțe mari.

Puteți vedea aceste valuri
mergând de la dreapta la stânga pe ecran.

Programul nostru genetic
se bazează pe fenomenul natural

numit detectare în cvorum,

unde bacteriile declanșează comportamente
coordonate și violente

când ajung la densități critice.

Puteți observa detectarea în cvorum
în acest film,

unde o colonie de bacterii
începe să strălucească

când ajunge la o densitate mare
sau critică.

Programul nostru genetic

produce aceste modele ritmice
de proteine fluorescente

pe măsură ce colonia
crește spre exterior.

Acest film și experiment
este numit Supernova,

seamănă cu o stea ce explodează.

Acum, pe lângă a programa
aceste tipare frumoase,

m-am întrebat ce mai pot face bacteriile.

Așa că am decis sa explorez
cum putem programa bacteriile

să detecteze în corp boli
precum cancerul.

Un fapt surprinzător despre bacterii

este acela că ele pot crește natural
în interiorul tumorilor.

Și asta deoarece, în mod normal, în tumori

sistemul imunitar nu are acces,

așa că bacteriile găsesc aceste tumori

și le folosesc ca pe niște refugii
în care se pot înmulți.

Am început să folosim bacterii probiotice

care sunt bacterii sigure,
cu un beneficiu pentru sănătate

și am descoperit că,
administrate pe cale orală șoarecilor,

aceste bacterii cresc selectiv
în interiorul tumorilor din ficat.

Am realizat că cea mai bună modalitate

de a dovedi prezența acestor bacterii

și implicit, prezența tumorilor,

era să facem ca bacteriile să
producă un semnal

detectabil în urină.

Așa că am programat
bacteriiile probiotice

să formeze o moleculă care
să schimbe culoarea urinei

pentru a indica prezența cancerului.

Am prezentat această tehnologie

ca putând să detecteze cu acuratețe
cancerul hepatic,

un tip de cancer greu de depistat
prin alte metode.

Deoarece aceste bacterii
localizează tumorile,

le-am programat nu doar
să detecteze cancerul,

ci să îl și trateze,

producând molecule terapeutice
în interiorul tumorii

care să micșoreze tumoarea.

Am facut acest lucru utilizând
sisteme de detecție în cvorum

ca cele pe care le-ați văzut în film.

Imaginați-vă un viitor în care vă puteți

administra bacterii probiotice programate

care să detecteze și să trateze
cancerul sau alte boli.

Abilitatea noastră de a programa bacterii
și de a programa viața

ne deschide noi orizonturi
în tratarea cancerului.

Pentru a transmite această idee
am lucrat cu artistul Vik Muniz

pentru a crea simbolul Universului,

făcut în totalitate din
bacterii sau celule canceroase.

În final, sper ca frumusețea
și utilitățile acestui univers microscopic

să inspire abordări noi și creative pentru
viitoare cercetări în domeniul cancerului.

Vă mulțumesc.

(Aplauze)