021-22889554
021-26703715
مشاوره آموزشی رایگان

021-22889554  |  021-26703715 مشاوره آموزشی رایگان

فرانسیس کولین: ما نیازمند داروهای بهتر هستیم - همین حالا

Francis Collins

We need better drugs — now

Today we know the molecular cause of 4,000 diseases, but treatments are available for only 250 of them. So what's taking so long? Geneticist and physician Francis Collins explains why systematic drug discovery is imperative, even for rare and complex diseases, and offers a few solutions -- like teaching old drugs new tricks.


تگ های مرتبط :

Disease, Genetics, Medical Research
لطفا برای پاسخ به پرسش من دست بلند کنید. چند نفر اینجا سن بالای ۴۸ سال دارند؟ خب، به نظر تعدادشان کم است. خب، تبریک می‌گویم. چون اگربه این اسلاید که میزان امید به زندگی در امریکا را نشان می‌دهد نگاه کنید، سن فعلی شما، از متوسط طول عمر کسی که درسال ۱۹۰۰ بدنیا آمده بود بیشتراست. اما ببینید در آن قرن وضعیت چگونه بود. اگر به منحنی توجه کنید، خواهید دید که از این نقطه پایینی شروع می شود. یک افت شدید به دلیل آنفلوانزای ۱۹۱۸ اینجا دیده می شود. و این نقطه وضعیت ما در ۲۰۱۰ می‌باشد. متوسط امید به زندگی برای کودکی که امروز به دنیا می‌آید ۷۹ سال است.
ولی کار ما هنوز تمام نشده. این موضوع قسمت خوب موضوع بود. ولی هنوزکارهای زیادی هست که باید انجام شود. برای نمونه، اگر بپرسید، منشاء دقیق مولکولی چند بیماری تا کنون شناسایی شده است؟ پاسخ ۴٫۰۰۰ بیماری‌ است، که بسیار جالب توجه است، چون بیشتر این کشفیات مولکولی در مورد بیماری‌ها همین اخیرا، در مدت زمان بسیار کوتاهی رخ داده است. خیلی جالب است ببینیم که در این مدت چه چیزها آموخته‌ایم، اما برای چند تا از این ۴٫۰۰۰ بیماری اکنون درمان وجود دارد؟ فقط برای ۲۵۰ تای آن‌ها. پس ما درگیری بزرگی داریم، شکافی عمیق.
شاید فکرکنید خیلی سخت نباشد که، ما به راحتی بتوانیم این اطلاعات پایه‌ایِ زیست شناسی، که علل بروز بیماری‌ها را به ما می آموزند، بکار ببریم و بر روی این شکاف بزرگ پلی بسازیم، ما بین آنچه که در مورد منشاء بیماری ها آموخته ایم و راه حلی برای آن‌ها، پلی که شاید چنین شکلی داشته باشد، طوری که یک مسیر روشن و زیبا ایجاد کنید که شما را از این سو به آن سوی شکاف ببرد. خیلی خوب بود اگر موضوع به همین سادگی بود؟ متاسفانه، به این سادگی نیست. در دنیای واقعی، حرکت از دانش پایه ای به سوی
روش های کاربرد آنها بیشتر به این شکل است. پل زیبایی وجود ندارد. شما سعی خودتان رو می کنید. شاید یک شناگر داشته باشید یا یک قایق پارویی و یک قایق بادی و یک یدک کش و شما آنها را برای حرکت آماده می کنید، در همین زمان باران و رعد و برق هم دارید، وای خدای من، در آب کوسه هم هست و شناگر مشکل خواهد داشت، و، وای، شناگر غرق شد قایق بادی واژگون شد، و اون یدک کش، به سخره‌ها برخورد کرد، و اگر خوش شانس باشید، شاید یک نفراز این رود بگذرد. خب، واقعا این یعنی چه؟
خب به هرحال، دقیقا تهیه یک دارو یعنی چه؟ دارو چیست؟ دارو مولکول کوچکی است که از هیدروژن، کربن اکسیژن، نیتروژن و چند اتم دیگر درست شده که به شکل خاصی کنارهم قرار گرفته اند، و این آرایش اتم ها کنارهم مشخص می‌کند که آیا دارو موثر خواهد بود یا نه. آیا این مولکول دارویی به منطقه هدف خواهد رسید؟ به این تصویر نگاه کنید - شکل‌های زیادی دور و بر شما به رقص درآمده اند. حالا، اگر بخواهید درمانی برای اوتیسم بیابید، چه باید بکنید؟ یا برای آلزایمر، یا برای سرطان؟ باید شکل مناسب را از میان این اشکال بیابید
شکلی که موثر و بی خطر باشد. و هنگامی که به اتفاقاتی که در این جریان رخ می‌دهد نگاه می کنید، با هزاران ترکیب شروع می کنید، با چند ده هزار ترکیب مواجه می شوید. شما مراحل انتخاب را طی می کنید و خیلی ترکیبات جواب نمی دهند. در نهایت، شاید تحقیقات بالینی برای ۴ یا ۵ ترکیب از این گروه انجام دهید، و اگر همه چیز خوب پیش برود، بعد از ۱۴ سال می توانید برای این ترکیب تاییدیه بگیرید. و این موفقیت میلیاردها دلار برای شما هزینه خواهد داشت. پس ما باید به این جریان طوری که یک مهندس نگاه میکند بنگریم و بگوییم، " چطور می‌توانیم این کار را بهتر انجام دهیم؟ "
من این زمینه اصلی گفتگوی امروز صبح من با شماست. چطور می‌توانیم این کار را سریع تر انجام دهیم؟ چطور می‌توانیم در این مسیر موفق‌تر باشیم؟ خب، بگذارید چند مثال بزنم این روش واقعا کجا جواب داده است. یکی از مواردی که همین چند ماه اخیر اتفاق افتاد تاییدیه موفقیت آمیز برای داروی "سیستیک فیبروزیس" (نوعی اختلال ژنتیکی) بود. اما خیلی طول کشید تا این موفقیت بدست آمد. علت مولکولی بروز "سیستیک فیبروزیس" در سال ۱۹۸۹ بوسیله گروه هکارانم و گروه دیگری که در تورنتو با آنها کار می‌کردیم کشف شده. کشف اینکه چه جهشی در یک ژن خاص در کروموزوم ۷ ایجاد می‌شد.
عکسی که اونجا می بینید؟ بفرمایید، این همون کوچولوست. این آقا اسمش "دنی بست" هست، ۲۳ سال بعد، در این سال، همون سالی که دنی ازدواج کرد، ما تونستیم برای اولین بار تایید موسسه دارو و غذای آمریکا برای دارویی که عوارض "سیستیک فیبروزیس" را بطور اختصاصی هدف قرار می‌دهد، برپایه درک مولکولی بیماری، دریافت کنیم. این خبر خوب ماجراست. خبر بد ماجرا، این که دارو، سیستیک فیبروزیس را درهمه افراد درمان نمی کند، و برای دنی هم موثر واقع نشد و ما هنوز منتظریم که نسل بعدی دارو به او کمک کند. ولی این راه ۲۳ سال طول کشید. خیلی طولانی است.
چطور سریع‌تر پیشروی کنیم؟ خب، یک راه پیشرفت سریع‌تر استفاده از تکنولوژی است، و تکنولوژی مهمی که در این روند تکیه گاه ما خواهد بود نقشه ژنوم انسانی است. توانایی دیدن یک کروموزوم، جدا کردن اجزاء آن، بیرون کشیدن DNA، و توانایی خواندن حروف تشکیل دهنده کد DNA، Aها، Cها، Gها و Tها ، (آدنوزین، سیتوزین، گوانین، تیمین) این کتاب راهنمای ما برای همه موجودات زنده می باشد، و انجام این کار، که معمولا صدها میلیون دلار، درده سال گذشته هزینه در بر داشته سریعتر از قانون مور درحال کاهش است و امروز
هزینه دریافت ژنوم شخصی من وشما کمتر از ۱۰ هزار دلار شده و به سمت آن پیش می رود که بزودی ۱٫۰۰۰ دلار هزینه بر دارد. خب، این خیلی جالب است. این موضوع در مورد درمان بیماری چه نقشی دارد؟ می خواهم نارسایی دیگری را برایتان بازگو کنم. این نارسایی خیلی نادر است. نام آن چینسون-گیلفورد پروگریا( نوعی بیماری نادر ژنیتکی) است، وغم انگیزترین انواع پیری و کهولت زودرس در سنین بسیار کم میباشد. یک کودک بین یک ملیون کودک به این عارضه دچار می‌شوند، و خیلی ساده، اتفاقی که می افتد این است که، به دلیل جهشی که در یک ژن خاص روی می دهد، پروتئینی ساخته می شود که برای سلول سمی است
و باعث می شود این شخص هفت بار سریعتر از حالت عادی پیر شود. بگذارید فیلمی به شما نشان بدهم که ببینید چه برسر سلول می‌آید. سلول سالم، اگر زیر میکروسکوپ بررسی شود، هسته ای دارد در وسط سلول، که نرم و سالم و خوب در محدوده خودش قرار گرفته و به این شکل به نظر می رسد. از طرف دیگر در یک سلول پروجریا، بدلیل این پروتئین سمی، که پروگرین نامیده می شود، این قلمبه سلمبگی‌ها دیده می‌شود. خب بعد از دیدن این عارضه کاری که ما دوست داشتیم انجام دهیم در سال ۲۰۰۳ روشی برای اصلاح این عارضه پیدا کنیم.
دوباره، با داشتن اطلاعاتی از مسیرمولکولی یک بیماری، ممکن بود از بین ترکیب های خیلی خیلی زیاد موجود، یکی را انتخاب کرد که به نظر بیشتر مفید باشد و آن را امتحان کرد. در آزمایشی که در کشت سلولی انجام شد ودراین کارتون دیده می‌شود اگر شما آن ترکیب خاص را بردارید و به آن سلولی که پروگریا دارد اضافه کنید، و ببینید چه اتفاقی می‌افتد، فقط در عرض ۷۲ ساعت، برای تمامی اهدافی که ما تعیین میکنیم این سلول تقریبا مثل یک سلول طبیعی شده است. خب این بسیار هیجان انگیز بود، اما واقعا در مورد یک انسان واقعی هم عملی است؟
این روند که در یک دوره چهار ساله راهبری شد از کشف ژن تا شروع آزمایشات بالینی تا زمان آزمایش آن ترکیب. و کودکانی که اینجا مشاهده می کنید همه داوطلب شرکت در این آزمایش بودند، ۲۸ نفر از آنها و به محض بالا آمدن تصویر می توانید ببینید که آنها در واقع گروهی از جوانان فوق العاده هستند. همه به این بیماری دچار بودند، همه کاملا به هم شبیه هستند. و به جای اینکه بیشتر در این مورد توضیح بدهم، می خواهم یکی از آنها را که امروز اینجاست، به نام سام برنز از بوستون دعوت کنم که به صحنه بیاید
و با ما در مورد تجربه اش صحبت کند به عنوان کودکی که دچار پروگریا بوده است. سام ۱۵ ساله است. والدین او اسکات برنز و لسلی گوردون که هردو پزشک هستندو در نیز اینجا با ما می باشند. سام، لطفا بشین (تشویق حاضرین) خب سام، چرا خودت به حاضرین نمیگی مبتلا بودن به این عارضه پروگریا چه حسی داره؟ سام بارنز: خب، پروگریا در مواردی برام محدودیت ایجاد می کنه. من نمی تونم ورزش کنم یا کارهای پر تحرک انجام بدم. ولی تونستم به بعضی چیزهای دیگه علاقمند بشم که خوشبختانه پروگریا محدودم نکرده. ولی وقتی کاری هست که من واقعا می خوام انجامش بدم
مثل شرکت در یک رژه یا داوری یک مسابقه، این پروگریا مانع می‌شود ولی همیشه یک راهی برای انجامش پیدا می کنیم، و این ثابت می کنه که پروگریا کنترل زندگی من رو بدست نگرفته. (تشویق حاضرین) فرانسیس کولین: خب دوست داری به محققین در این سالن و دیگر محققینی که الان دارند گوش می دهند چی بگی؟ در باره تحقیقات روی پروگریا چه چیز بهشون می گی؟ یا شاید در موارد دیگه؟ سام: سابقه تحقیقاتت روی پروگریا کمتر از ۱۵ سال است، و این نشان دهنده که انگیزه محققین است که اینقدر پیشرفت کنند، و این خیلی برای من و دیگر بچه هایی که پروگریا دارند مهم است،
و نشان می دهد که اگر چنین انگیزه ای وجود داشته باشد، هر کسی می تواندهر بیماری را درمان کند، و امیدوارم که پروگریا هم در آینده نزدیک درمان پذیر باشد، و به این ترتیب ما می‌توانیم این ۴٫۰۰۰ بیماری را فرانسیس در مورد آن حرف می زند را درمان کنیم. فرانسیس: عالیست، سام امروز از مدرسه مرخصی گرفته که این جا باشه ( تشویق حاضرین) ضمنا، او یک شاگرد ممتاز با معادل بالا در کلاس نهم در مدرسه اش در بوستون است. لطفا برای تشکر و خوش آمد گویی به سم با من همراهی کنید. سام: خیلی متشکرم. فرانسیس: عالی بود.عالی بود رفیق. (تشویق حاضرین) من قصد دارم چند نکته دیگر در باره
آن مورد خاص بیان کنم، و بعد سعی کنم بیان کنم که چطور ما می توانیم موارد موفق زیادی در همه جا داشته باشیم، همونطور که سان گفت، این ۴٫۰۰۰ نفری که منتظر جواب هستند. شما شاید متوجه شدید که دارویی که برای پروگریا در مرحله آزمایشات بالینی است دارویی نیست در ابتدا برای این بیماری ثبت شده باشد این بیماری بسیار نادر هست. برای یک شرکت بسیار سخت است که که صدها میلیون دلار را هزینه برای تولید یک دارو صرف کند. این دارو برای درمان سرطان تولید شده بود. ولی برای درمان سرطان خیلی خوب جواب نداد، ولی این دارو دقیقا خاصیت و شکل درستی دارد که برای پروگریا موثر باشد، و این اتقافی بود که افتاد.
این خیلی عالی نیست که ما بتوانیم این کار را سیستماتیک‌ترانجام دهیم؟ آیا ما می توانیم تمام آن کارخانه‌ها را تشویق کنیم که داروهایی که در فریزرهایشان دارند و آن ها را برای مصارف انسانی بی‌ضرر می‌دانستند ولی هیچ گاه اثربخشی آن‌ها در درمان موفقیت آمیز نبوده را، همچنان نگهداری کنند؟ اکنون ما در حال یادگیری در مورد این مسیر مولکولی هستیم -- بعضی از این داروها می توانند جایگزین داروهای دیگر شوند و یا در موارد دیگر بکار گرفته شوند، یا به هر کلام، برای درمان های جدید به داروهای قدیمی کلک های جدید یاد بدهیم. این کار می تواند منحصربه فرد و با ارزش باشد. ما اکنون مذاکرات زیادی بین مؤسسه ملی بهداشت NIH و شرکت‌های دارویی
دراین باره داریم که خیلی هم امیدبخش به نظر می رسند. و می توانید توقع داشته باشید که نتایج درخشانی را ببینید. موارد موفق زیادی وجود دارند که میشود به آن ها اشاره کرد در مورد اینکه چطور این فعالیت به پیشرفت های بزرگ منجر شده است. اولین دارو برای بیماری ایدز HIV / AIDS در واقع برای این بیماری تولید نشده بود. برای سرطان تولید شده بود. این داروAZT بود. این دارو برای سرطان به خوبی عمل نکرد، ولی بهترین داروی موفق ضد رترو ویروس شناخته شد، و همانطود که در جدول می توانید ببینید داروی‌های مشابه دیگری هم هستند. پس ما چطور می توانیم این کار عمومیت بیشتری ببخشیم؟ خب، این کار می تواند با همکاری بین
دانشگاه، دولت، بخش خصوصی و انجمن‌های بیماران تحقق یابد. در مؤسسه ملی بهداشت NIH، ما "مرکز ملی ترجمه علمی پیشرفته" را راه اندازی کرده‌ایم. این مرکز در دسامبر گذشته شروع به کار کرده، و این یکی از اهداف آن می باشد. بگذارید به شما بگویم ما چه کار دیگری می توانیم بکنیم. آیا خیلی عالی نیست که بتوان دارویی را آزمایش کرد و دید آیا این دارو موثر و سالم هست بدون اینکه بیماران را در معرض خطر قرار داد، چون در مرحله اولیه شما هیچ گاه مطمئن نیستید؟ برای مثال، قبل از دادن دارو به انسان، ما چطور بدانیم، که دارو سالم هست یا نه ما آن‌ها را روی حیوانات آزمایش می کنیم.
و این روش خیلی قابل اعتمادی نیست.، و خیلی هم گران تمام می شود. و خیلی هم وقت‌گیر است. فرض کنید ما این ها را روی سلول های انسانی انجام دهیم. اگر به بعضی انتشارات علمی توجه کرده باشید، شاید بدانید که، امروزه شما می توانید یک سلول پوستی را بگیرید و تشویقش کنید که به سلول کبدی تبدیل شود یا به سلول قلب یا کلیه یا سلول مغزی هر کدام از ما. پس چطور است که این سلول‌ها را برای آزمایش‌های‌مان استفاده کنیم و کنترل کنیم که آیا یک دارو موثر و سالم عمل خواهد کرد یا نه؟ اینجا شما تصویر یک ریه را در یک تراشه می بینید. این چیزی است که انستیتو ویس بوستون اختراع کرده،
و کاری که آن‌ها در اینجا انجام داده‌اند، اگر بتوانیم ویدئو رو راه بیاندازیم این است که سلولی را از شخصی می گیرند، و آن را به سلول ریوی تبدیل می کند، و مشخص می کنند اگر داروی ریوی مختلف به آن اضافه شود جه اتفاقی خواهد افتاد و آیا دارو سمی است و یا سالم و بی ضرر. شما می توانید ببینید که این تراشه حتی نفس می کشد. یک مجرای هوا دارد. یک مجرای خونی دارد. سلول‌هایی بین این دو مجرا این‌ها شما را قادر می سازد که ببینید در حضور ترکیب دارویی چه اتفاقی می افتد. آیا آن سلول‌ها خوشحالند یا نه؟ شما همین تکنولوژی تراشه سازی را می توانید برای کلیه‌ها، قلب‌ها، ماهیچه‌ها، و همه قسمت هایی که
می خواهید تاثیر دارو را ببینید انجام دهید. ببینید آیا دارو برای کبد مشکلی ایجاد خواهد کرد. سرانجام، چون می توانید این را برای اشخاص انجام دهید، می توانیم شاهد این باشیم که، که تولید و آزمایش یک دارو، روی همین تراشه‌ها باشد. آنچه ما سعی می کنیم بیان کنیم این است که، تولید و ازمایش سلامت داروها را، برای اشخاص، اختصاصی کنیم. پس بگذارید من جمع بندی کنم. ما اکنون در زمان حساسی هستیم. برای من در مؤسسه ملی بهداشت NIH ، اکنون بعد از ۲۰ سال، هیچ وقت مثل امروز در باره ظرفیت‌های پیش رویمان تا این اندازه هیجان‌زده نبوده‌ایم.
ما تمام این کشفیات را از آزمایشگاه‌های سراسر دنیا استخراج کرده ایم. برای سرمایه گذاری در این راه ما به چه چیزهایی نیازداریم؟ اول از همه نیروی انسانی. این تحقیقات پر خطر و پر هزینه هستند. بازدهی آن در زمینه بهداشت و رشد اقتصادی بی اندازه است. ما باید از این تحقیقات حمایت کنیم. دوم، ما نوعی تشریک مساعی بین دانشگاه و دولت و بخش خصوصی و سازمان‌هایی که من اینجا توضیح می دادم در مورد راهی که برای استفاده دیگرگون ترکیبات باید بریم. و سومین و مهم‌ترین، ما به نبوغ احتیاج داریم. ما بهترین و روشن ترین‌ها را از زمینه‌های مختلف نیاز داریم که در این ماموریت به ما بپیوندند --
در هر سنی، از تمام گروه‌ها -- چون دوستان، اکنون وقتش فرا رسیده. این زیست شناسی قرن ۲۱ است منتظرش بودید، و ما این شانس رو داریم از آن استفاده کنیم و آن را به چیزی تبدیل کند که در حقیقت، بیماری را ضربه فنی کند. این هدف من است. امیدوارم هدف شما هم باشد. من فکر می‌کنم هدف شاعران و موپت‌ها خواهد بود و موج سوارها و بانکدارها و همه افرادی که به این صحنه می‌آیند و فکرکنیم که ما اینجا قصد چه کاری داریم و چرا این موضوع مهم است. این موضوع الان مهم است. هر چه سریع‌تر مهم است
اگر باور نمی‌کنید، از سام بپرسید. خیلی از شما متشکرم. (
So let me ask for a show of hands. How many people here are over the age of 48? Well, there do seem to be a few. Well, congratulations, because if you look at this particular slide of U.S. life expectancy, you are now in excess of the average life span of somebody who was born in 1900. But look what happened in the course of that century. If you follow that curve, you'll see that it starts way down there. There's that dip there for the 1918 flu. And here we are at 2010, average life expectancy of a child born today, age 79,
and we are not done yet. Now, that's the good news. But there's still a lot of work to do. So, for instance, if you ask, how many diseases do we now know the exact molecular basis? Turns out it's about 4,000, which is pretty amazing, because most of those molecular discoveries have just happened in the last little while. It's exciting to see that in terms of what we've learned, but how many of those 4,000 diseases now have treatments available? Only about 250. So we have this huge challenge, this huge gap.
You would think this wouldn't be too hard, that we would simply have the ability to take this fundamental information that we're learning about how it is that basic biology teaches us about the causes of disease and build a bridge across this yawning gap between what we've learned about basic science and its application, a bridge that would look maybe something like this, where you'd have to put together a nice shiny way to get from one side to the other. Well, wouldn't it be nice if it was that easy? Unfortunately, it's not.
In reality, trying to go from fundamental knowledge to its application is more like this. There are no shiny bridges. You sort of place your bets. Maybe you've got a swimmer and a rowboat and a sailboat and a tugboat and you set them off on their way, and the rains come and the lightning flashes, and oh my gosh, there are sharks in the water and the swimmer gets into trouble, and, uh oh, the swimmer drowned and the sailboat capsized, and that tugboat, well, it hit the rocks,
and maybe if you're lucky, somebody gets across. Well, what does this really look like? Well, what is it to make a therapeutic, anyway? What's a drug? A drug is made up of a small molecule of hydrogen, carbon, oxygen, nitrogen, and a few other atoms all cobbled together in a shape, and it's those shapes that determine whether, in fact, that particular drug is going to hit its target. Is it going to land where it's supposed to? So look at this picture here -- a lot of shapes dancing around for you. Now what you need to do, if you're trying to develop
a new treatment for autism or Alzheimer's disease or cancer is to find the right shape in that mix that will ultimately provide benefit and will be safe. And when you look at what happens to that pipeline, you start out maybe with thousands, tens of thousands of compounds. You weed down through various steps that cause many of these to fail. Ultimately, maybe you can run a clinical trial with four or five of these, and if all goes well, 14 years after you started, you will get one approval. And it will cost you upwards of a billion dollars
for that one success. So we have to look at this pipeline the way an engineer would, and say, "How can we do better?" And that's the main theme of what I want to say to you this morning. How can we make this go faster? How can we make it more successful? Well, let me tell you about a few examples where this has actually worked. One that has just happened in the last few months is the successful approval of a drug for cystic fibrosis. But it's taken a long time to get there. Cystic fibrosis had its molecular cause discovered in 1989
by my group working with another group in Toronto, discovering what the mutation was in a particular gene on chromosome 7. That picture you see there? Here it is. That's the same kid. That's Danny Bessette, 23 years later, because this is the year, and it's also the year where Danny got married, where we have, for the first time, the approval by the FDA of a drug that precisely targets the defect in cystic fibrosis based upon all this molecular understanding. That's the good news. The bad news is, this drug doesn't actually treat all cases of cystic fibrosis,
and it won't work for Danny, and we're still waiting for that next generation to help him. But it took 23 years to get this far. That's too long. How do we go faster? Well, one way to go faster is to take advantage of technology, and a very important technology that we depend on for all of this is the human genome, the ability to be able to look at a chromosome, to unzip it, to pull out all the DNA, and to be able to then read out the letters in that DNA code, the A's, C's, G's and T's that are our instruction book and the instruction book for all living things,
and the cost of doing this, which used to be in the hundreds of millions of dollars, has in the course of the last 10 years fallen faster than Moore's Law, down to the point where it is less than 10,000 dollars today to have your genome sequenced, or mine, and we're headed for the $1,000 genome fairly soon. Well, that's exciting. How does that play out in terms of application to a disease? I want to tell you about another disorder. This one is a disorder which is quite rare. It's called Hutchinson-Gilford progeria, and it is the most dramatic form of premature aging.
Only about one in every four million kids has this disease, and in a simple way, what happens is, because of a mutation in a particular gene, a protein is made that's toxic to the cell and it causes these individuals to age at about seven times the normal rate. Let me show you a video of what that does to the cell. The normal cell, if you looked at it under the microscope, would have a nucleus sitting in the middle of the cell, which is nice and round and smooth in its boundaries and it looks kind of like that. A progeria cell, on the other hand,
because of this toxic protein called progerin, has these lumps and bumps in it. So what we would like to do after discovering this back in 2003 is to come up with a way to try to correct that. Well again, by knowing something about the molecular pathways, it was possible to pick one of those many, many compounds that might have been useful and try it out. In an experiment done in cell culture and shown here in a cartoon, if you take that particular compound and you add it to that cell that has progeria,
and you watch to see what happened, in just 72 hours, that cell becomes, for all purposes that we can determine, almost like a normal cell. Well that was exciting, but would it actually work in a real human being? This has led, in the space of only four years from the time the gene was discovered to the start of a clinical trial, to a test of that very compound. And the kids that you see here all volunteered to be part of this, 28 of them, and you can see as soon as the picture comes up that they are in fact a remarkable group of young people
all afflicted by this disease, all looking quite similar to each other. And instead of telling you more about it, I'm going to invite one of them, Sam Berns from Boston, who's here this morning, to come up on the stage and tell us about his experience as a child affected with progeria. Sam is 15 years old. His parents, Scott Berns and Leslie Gordon, both physicians, are here with us this morning as well. Sam, please have a seat. (Applause) So Sam, why don't you tell these folks what it's like being affected with this condition called progeria?
Sam Burns: Well, progeria limits me in some ways. I cannot play sports or do physical activities, but I have been able to take interest in things that progeria, luckily, does not limit. But when there is something that I really do want to do that progeria gets in the way of, like marching band or umpiring, we always find a way to do it, and that just shows that progeria isn't in control of my life. (Applause) Francis Collins: So what would you like to say to researchers here in the auditorium and others listening to this? What would you say to them both about research on progeria
and maybe about other conditions as well? SB: Well, research on progeria has come so far in less than 15 years, and that just shows the drive that researchers can have to get this far, and it really means a lot to myself and other kids with progeria, and it shows that if that drive exists, anybody can cure any disease, and hopefully progeria can be cured in the near future, and so we can eliminate those 4,000 diseases that Francis was talking about. FC: Excellent. So Sam took the day off from school today to be here, and he is — (Applause) --
He is, by the way, a straight-A+ student in the ninth grade in his school in Boston. Please join me in thanking and welcoming Sam. SB: Thank you very much. FC: Well done. Well done, buddy. (Applause) So I just want to say a couple more things about that particular story, and then try to generalize how could we have stories of success all over the place for these diseases, as Sam says, these 4,000 that are waiting for answers. You might have noticed that the drug that is now in clinical trial for progeria is not a drug that was designed for that.
It's such a rare disease, it would be hard for a company to justify spending hundreds of millions of dollars to generate a drug. This is a drug that was developed for cancer. Turned out, it didn't work very well for cancer, but it has exactly the right properties, the right shape, to work for progeria, and that's what's happened. Wouldn't it be great if we could do that more systematically? Could we, in fact, encourage all the companies that are out there that have drugs in their freezers that are known to be safe in humans but have never actually succeeded in terms of being effective for the treatments they were tried for?
Now we're learning about all these new molecular pathways -- some of those could be repositioned or repurposed, or whatever word you want to use, for new applications, basically teaching old drugs new tricks. That could be a phenomenal, valuable activity. We have many discussions now between NIH and companies about doing this that are looking very promising. And you could expect quite a lot to come from this. There are quite a number of success stories one can point to about how this has led to major advances. The first drug for HIV/AIDS was not developed for HIV/AIDS.
It was developed for cancer. It was AZT. It didn't work very well for cancer, but became the first successful antiretroviral, and you can see from the table there are others as well. So how do we actually make that a more generalizable effort? Well, we have to come up with a partnership between academia, government, the private sector, and patient organizations to make that so. At NIH, we have started this new National Center for Advancing Translational Sciences. It just started last December, and this is one of its goals. Let me tell you another thing we could do.
Wouldn't it be nice to be able to a test a drug to see if it's effective and safe without having to put patients at risk, because that first time you're never quite sure? How do we know, for instance, whether drugs are safe before we give them to people? We test them on animals. And it's not all that reliable, and it's costly, and it's time-consuming. Suppose we could do this instead on human cells. You probably know, if you've been paying attention to some of the science literature that you can now take a skin cell and encourage it to become a liver cell
or a heart cell or a kidney cell or a brain cell for any of us. So what if you used those cells as your test for whether a drug is going to work and whether it's going to be safe? Here you see a picture of a lung on a chip. This is something created by the Wyss Institute in Boston, and what they have done here, if we can run the little video, is to take cells from an individual, turn them into the kinds of cells that are present in the lung, and determine what would happen if you added to this various drug compounds to see if they are toxic or safe. You can see this chip even breathes.
It has an air channel. It has a blood channel. And it has cells in between that allow you to see what happens when you add a compound. Are those cells happy or not? You can do this same kind of chip technology for kidneys, for hearts, for muscles, all the places where you want to see whether a drug is going to be a problem, for the liver. And ultimately, because you can do this for the individual, we could even see this moving to the point where the ability to develop and test medicines will be you on a chip, what we're trying to say here is
the individualizing of the process of developing drugs and testing their safety. So let me sum up. We are in a remarkable moment here. For me, at NIH now for almost 20 years, there has never been a time where there was more excitement about the potential that lies in front of us. We have made all these discoveries pouring out of laboratories across the world. What do we need to capitalize on this? First of all, we need resources. This is research that's high-risk, sometimes high-cost. The payoff is enormous, both in terms of health
and in terms of economic growth. We need to support that. Second, we need new kinds of partnerships between academia and government and the private sector and patient organizations, just like the one I've been describing here, in terms of the way in which we could go after repurposing new compounds. And third, and maybe most important, we need talent. We need the best and the brightest from many different disciplines to come and join this effort -- all ages, all different groups -- because this is the time, folks. This is the 21st-century biology that you've been waiting for, and we have the chance to take that
and turn it into something which will, in fact, knock out disease. That's my goal. I hope that's your goal. I think it'll be the goal of the poets and the muppets and the surfers and the bankers and all the other people who join this stage and think about what we're trying to do here and why it matters. It matters for now. It matters as soon as possible. If you don't believe me, just ask Sam. Thank you all very much. (Applause)