021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

برای مبارزه با سرطان می‌توانیم سلول‌های ایمنی‌مان را هک کنیم

Elizabeth Wayne

We can hack our immune cells to fight cancer

After decades of research and billions spent in clinical trials, we still have a problem with cancer drug delivery, says biomedical engineer Elizabeth Wayne. Chemotherapy kills cancer -- but it kills the rest of your body, too. Instead of using human design to fight cancer, why not use nature's? In this quick talk, Wayne explains how her lab is creating nanoparticle treatments that bind to immune cells, your body's first responders, to precisely target cancer cells without damaging healthy ones.


تگ های مرتبط :

TED Fellows, Human Body, Cancer
پس از دهه‌ها تحقیق و میلیاردها دلار هزینه آزمایش‌های بالینی، هنوز هم با رساندن داروی سرطان مشکل داریم. هنوز هم برای بیماران شیمی‌درمانی تجویز می‌کنیم، که آن‌قدر غیراختصاصی است که با وجود اینکه سلول‌های سرطان را می‌کشد، به نوعی باقی بدن شما را هم از بین می‌برد. و بله، داروهای انتخابی بیشتری ساخته‌ایم، اما هنوز هم رساندن آن‌ها به درون تومور چالشی است، و در نهایت یا در اندام‌های دیگر انباشته می‌شوند، یا با ادرار خارج می‌شوند، که کاملاً بیهوده است. و رشته‌هایی مثل رشته من ظهور پیدا کرده‌اند
تا این داروها را بسته بندی کنیم و در سفرشان درون بدن از آنها محافظت کنیم. اما این اصلاحات مشکلاتی به وجود می‌آورند که برای رفع آنها باید اصلاحات بیشتری ایجاد کنیم. پس چیزی که در واقع می‌خواهم بگویم این است که به سیستم دارورسانی بهتری احتیاج داریم. و من پیشنهاد می‌کنم، به جای اینکه صرفاً از ساخت دست بشر استفاده کنیم، چرا از طبیعت استفاده نکنیم؟ سلول‌های ایمنی وسایل نقلیه همه‌کاره‌ای هستند که در تمام بدن حرکت می‌کنند، و به دنبال بیماری می‌گردند و کمی بعد از آسیب خود را به زخم می‌رسانند. پس از شما می‌پرسم: اگر سلول‌های ایمنی در بدن ما خود را
به محل صدمه یا آسیب می‌رسانند، چرا مسافری اضافه سوار آنها نکنیم؟ چرا از سلول‌های ایمنی برای رساندن دارو برای بهبود بعضی از بزرگترین مشکلاتمان در بیماری استفاده نکنیم؟ من مهندس زیست‌پزشکی هستم، و می‌خواهم داستانی برایتان بگویم از اینکه چطور از سلول‌های ایمنی برای هدف قرار دادن یکی از بزرگ‌ترین مشکلات سرطان استفاده می‌کنیم. آیا می‌دانید ۹۰٪ مرگ و میر ناشی از سرطان به پخش شدن آن در بدن مربوط است؟ پس اگر بتوانیم جلوی حرکت سلول‌های سرطان از تومر اولیه به جایی دور را بگیریم،
می‌توانیم جلوی سرطان را پیش از پیشروی بگیریم و زندگی دوباره‌ای به مردم ببخشیم. برای انجام این ماموریت خاص، تصمیم گرفتیم ذرات نانویی از جنس چربی را ارائه دهیم، که از همان جنس پوسته سلول ساخته شده‌اند. و ما دو مولکول مخصوص اضافه کرده‌ایم. اسم یکی «بخش e» است، که مثل چسب عمل می‌کند و ذرات نانو را به سلول ایمنی پیوند می‌دهد. و دومی «دنباله» نام دارد. دنباله همان بخش دارویی است که سلول‌های سرطان را می‌کشد و با سلول‌های معمولی کاری ندارد. خوب، وقتی این دوتا را با هم ترکیب می‌کنیم،
دستگاه کشتار مخوفی به راه می‌افتد. برای آزمایش آن، تجربه‌ای روی موش‌ها انجام دادیم. پس ذرات نانو را تزریق کردیم، و آنها تقریباً بلافاصله به سلول‌های ایمنی در جریان خون چسبیدند. و بعد سلول‌های سرطانی را تزریق کردیم تا فرآیندی را شبیه سازی کنیم که در آن سلول‌های سرطان در بدن ما پخش می‌شوند. و چیزی بسیار هیجان انگیز کشف کردیم. دریافتیم که در گروه درمان شده ما، بیش از ۷۵ سلول‌های سرطانی تزریق شده در همان ابتدا کشته شده یا در حال مرگ بودند، در برابر تنها ۲۵ درصد که باقی ماندند. پس فقط تصور کنید: در واقع فقط همین مقدار کم سلول باقی ماندند که می‌توانستند در بدن ما پخش شوند و به نقاط مختلف بدن برسند.
و این تنها پس از دو ساعت مداوا بود. نتایج ما عالی بود، و در مطبوعات بازتاب جالبی پیدا کرد. عنوان مورد علاقه من این بود، "توپ‌های چسبان ممکن است جلوی پخش شدن سرطان را بگیرند." (خنده) نمی‌دانید همکاران مرد من وقتی فهمیدند ممکن است روزی توپ‌های چسبان‌شان سرطان را درمان کند، چه بادی به غبغب انداختند. (خنده) اما می‌توانم بگویم تی شرت‌های خیلی خیلی جالب و خیلی توپی درست کرده بودند. همچنین این اولین باری بود که من با بیمارانی صحبت می‌کردم که می‌پرسیدند کی روش درمان ما در دسترس خواهد بود.
و این داستان‌ها را با خودم نگه داشتم تا اهمیت دانش، دانشمندان و بیماران را به من یادآوری کنند. حال، نتایج زودبازده ما خیلی جالب بودند، اما هنوز هم یک سوال تردید برانگیز داشتیم: آیا توپ‌های چسبان ما، ذراتی که در واقع به سلول‌های ایمنی می‌چسبند، می‌توانند واقعاً جلوی پخش شدن سرطان را بگیرند؟ پس سراغ نمونه حیوانی‌مان رفتیم، و سه بخش مهم را پیدا کردیم. در حیوانات درمان شده تومورهای اولیه کوچک‌تر شده بودند، سلول‌های سرطانی کمتری در جریان خون بودند، و تقریباً هیچ توموری در اندام‌های دورتر به وجود نیامده بود. خوب، این فقط یک پیروزی برای ما و توپ‌های چسبان‌مان نبود.
به نظر من این پیروزی در رساندن دارو بود و نشان دهنده یک جنبش الگو بود، یک انقلاب -- تا از مصرف داروی صرف، فقط با تزریق آنها و به امید رسیدن آنها به جای درست نشستن، به استفاده از سلول‌های ایمنی به عنوان رانندگان تحویل اختصاصی در بدن برسیم. برای این نمونه ما از دو مولکول استفاده کردیم، بخش e و دنباله، اما درواقع امکان داروهایی که می‌توان استفاده کرد پایانی ندارد. و من از سرطان سخن گفتم، اما هرجا که بیماری باشد، سلول‌های ایمنی هم هستند. پس می‌توان از آن برای هر بیماری استفاده کرد. تصور کنید از سلول‌های ایمنی برای رساندن واحدهای بهبود دهنده بحرانی
بعد از ایجاد ضایعات نخاعی استفاده کنیم، یا از سلول‌های ایمنی استفاده کنیم و دارو را از سد خونی مغزی عبور دهیم تا بیماری‌های پارکینسون یا آلزایمر را درمان کنیم. این‌ها ایده‌هایی هستند که مرا درباره دانش به وجد می‌آورند. و از جایی که من ایستاده‌ام، وعده‌ها و موقعیت‌های بسیاری پیداست. متشکرم. (تشویق)
After decades of research and billions of dollars spent in clinical trials, we still have a problem with cancer drug delivery. We still give patients chemotherapy, which is so non-specific that even though it kills the cancer cells, it kind of kills the rest of your body, too. And yes, we have developed more selective drugs, but it's still a challenge to get them into the tumor, and they end up accumulating in the other organs as well or passing through your urine, which is a total waste. And fields like mine have emerged
where we try to encapsulate these drugs to protect them as they travel through the body. But these modifications cause problems that we make more modifications to fix. So what I'm really trying to say is we need a better drug delivery system. And I propose, rather than using solely human design, why not use nature's? Immune cells are these versatile vehicles that travel throughout our body, patrolling for signs of disease and arriving at a wound mere minutes after injury. So I ask you guys: If immune cells are already traveling to places of injury or disease
in our bodies, why not add an extra passenger? Why not use immune cells to deliver drugs to cure some of our biggest problems in disease? I am a biomedical engineer, and I want to tell you guys a story about how I use immune cells to target one of the largest problems in cancer. Did you know that over 90 percent of cancer deaths can be attributed to its spread? So if we can stop these cancer cells from going from the primary tumor to a distant site, we can stop cancer right in its tracks
and give people more of their lives back. To do this special mission, we decided to deliver a nanoparticle made of lipids, which are the same materials that compose your cell membrane. And we've added two special molecules. One is called e-selectin, which acts as a glue that binds the nanoparticle to the immune cell. And the second one is called trail. Trail is a therapeutic drug that kills cancer cells but not normal cells. Now, when you put both of these together, you have a mean killing machine on wheels.
To test this, we ran an experiment in a mouse. So what we did was we injected the nanoparticles, and they bound almost immediately to the immune cells in the bloodstream. And then we injected the cancer cells to mimic a process through which cancer cells spread throughout our bodies. And we found something very exciting. We found that in our treated group, over 75 percent of the cancer cells we initially injected were dead or dying, in comparison to only around 25 percent. So just imagine: these fewer amount of cells were available to actually be able to spread to a different part of the body.
And this is only after two hours of treatment. Our results were amazing, and we had some pretty interesting press. My favorite title was actually, "Sticky balls may stop the spread of cancer." (Laughter) I can't tell you just how smug my male colleagues were, knowing that their sticky balls might one day cure cancer. (Laughter) But I can tell you they made some pretty, pretty, exciting, pretty ballsy t-shirts. This was also my first experience talking to patients where they asked how soon our therapy would be available.
And I keep these stories with me to remind me of the importance of the science, the scientists and the patients. Now, our fast-acting results were pretty interesting, but we still had one lingering question: Can our sticky balls, our particles actually attached to the immune cells, actually stop the spread of cancer? So we went to our animal model, and we found three important parts. Our primary tumors were smaller in our treated animals, there were fewer cells in circulation, and there was little to no tumor burden in the distant organs. Now, this wasn't just a victory for us and our sticky balls.
This was also a victory to me in drug delivery, and it represents a paradigm shift, a revolution -- to go from just using drugs, just injecting them and hoping they go to the right places in the body, to using immune cells as special delivery drivers in your body. For this example, we used two molecules, e-selectin and trail, but really, the possibility of drugs you can use are endless. And I talked about cancer, but where disease goes, so do immune cells. So this could be used for any disease. Imagine using immune cells to deliver crucial wound-healing agents
after a spinal cord injury, or using immune cells to deliver drugs past the blood-brain barrier to treat Parkinson's or Alzheimer's disease. These are the ideas that excite me about science the most. And from where I stand, I see so much promise and opportunity. Thank you. (Applause)