TED2017
Elizabeth Wayne: We can hack our immune cells to fight cancer
Elizabeth Wayne: Wir können unsere Immunzellen hacken, um Krebs zu bekämpfen
Filmed:
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Nach jahrzehntelanger Forschung und Milliarden-Ausgaben für klinische Studien, gibt es immer noch ein Problem beim Verabreichen von Krebs-Medikamenten, meint die Biomedizintechnikerin Elizabeth Wayne. Die Chemotherapie zerstört den Krebs, aber zerstört auch den Rest des Körpers.
Anstatt Entwicklungen des Menschen einzusetzen, um Krebs zu bekämpfen, warum benutzen wir nicht die der Natur? In diesem kurzen Vortrag erklärt Elizabeth Wayne wie ihr Labor Behandlungen mit Nanopartikeln entwirft, die sich an Immunzellen, die Ersthelfer unseres Körpers, binden, um präzise Krebszellen ins Visier zu nehmen, ohne gesunde zu beschädigen.
Elizabeth Wayne - Biomedical engineer
TED Fellow Dr. Elizabeth Wayne is a biomedical engineer and advocate for women in higher education. Full bio
TED Fellow Dr. Elizabeth Wayne is a biomedical engineer and advocate for women in higher education. Full bio
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00:12
After decades of research
0
873
2033
Nach jahrzehntelanger Forschung
und Milliarden-Ausgaben
für klinische Studien
für klinische Studien
00:14
and billions of dollars
spent in clinical trials,
spent in clinical trials,
1
2930
3269
00:18
we still have a problem
with cancer drug delivery.
with cancer drug delivery.
2
6223
3178
gibt es immer noch Probleme
bei der Verabreichung
von Krebsmedikamenten.
von Krebsmedikamenten.
00:22
We still give patients chemotherapy,
3
10586
2144
Man setzt immer noch Chemotherapie ein,
00:24
which is so non-specific
4
12754
1833
die so unspezifisch ist,
00:26
that even though
it kills the cancer cells,
it kills the cancer cells,
5
14611
2526
dass wenn auch dadurch
die Krebszellen getötet werden,
die Krebszellen getötet werden,
davon irgendwie auch
der Rest des Körpers zerstört wird.
der Rest des Körpers zerstört wird.
00:29
it kind of kills
the rest of your body, too.
the rest of your body, too.
6
17161
2285
00:32
And yes, we have developed
more selective drugs,
more selective drugs,
7
20494
3456
Ja, man entwickelte
trennschärfere Medikamente,
trennschärfere Medikamente,
aber es ist immer noch schwer,
sie in den Tumor zu bekommen.
sie in den Tumor zu bekommen.
00:35
but it's still a challenge
to get them into the tumor,
to get them into the tumor,
8
23974
2703
00:38
and they end up accumulating
in the other organs as well
in the other organs as well
9
26701
2916
Sie häufen sich auch in anderen Organen an
oder werden über den Urin ausgeschieden,
was eine vollkommene Verschwendung ist.
was eine vollkommene Verschwendung ist.
00:41
or passing through your urine,
10
29641
1631
00:43
which is a total waste.
11
31296
1781
00:46
And fields like mine have emerged
12
34389
1970
Arbeitsfelder wie meines entstanden,
wo man versucht, sie zu umhüllen,
00:48
where we try to encapsulate these drugs
13
36383
1966
um sie zu schützen, während sie
durch den Körper wandern.
durch den Körper wandern.
00:50
to protect them as they
travel through the body.
travel through the body.
14
38373
2553
Aber diese Abwandlungen
verursachen Probleme,
verursachen Probleme,
00:52
But these modifications cause problems
15
40950
2853
die weitere Änderungen
zur Lösung nach sich ziehen.
zur Lösung nach sich ziehen.
00:55
that we make more modifications to fix.
16
43827
2425
00:58
So what I'm really trying to say
is we need a better drug delivery system.
is we need a better drug delivery system.
17
46961
4528
Wir benötigen ein besseres System
zur Verabreichung von Medikamenten.
zur Verabreichung von Medikamenten.
01:03
And I propose,
18
51513
1416
Ich schlage vor,
01:04
rather than using solely human design,
19
52953
2631
anstatt nur menschliche
Entwicklungen zu verwenden,
Entwicklungen zu verwenden,
warum keine der Natur einsetzen?
01:07
why not use nature's?
20
55608
1635
01:10
Immune cells are these versatile vehicles
that travel throughout our body,
that travel throughout our body,
21
58309
3854
Immunzellen sind diese
vielseitigen Fahrzeuge,
vielseitigen Fahrzeuge,
die durch unseren Körper reisen,
um nach Krankheitsanzeichen zu suchen.
um nach Krankheitsanzeichen zu suchen.
01:14
patrolling for signs of disease
22
62187
2102
Sie kommen bei einer Wunde
nur Minuten nach einer Verletzung an.
nur Minuten nach einer Verletzung an.
01:16
and arriving at a wound
mere minutes after injury.
mere minutes after injury.
23
64313
3144
Also frage ich Sie:
01:20
So I ask you guys:
24
68000
1419
Wenn Immunzellen bereits
zu Stellen mit Verletzungen
zu Stellen mit Verletzungen
01:22
If immune cells are already traveling
to places of injury or disease
to places of injury or disease
25
70054
3381
oder Krankheiten im Körper wandern,
01:25
in our bodies,
26
73459
1153
warum fügt man keinen
zusätzlichen Passagier hinzu?
zusätzlichen Passagier hinzu?
01:26
why not add an extra passenger?
27
74636
1657
01:28
Why not use immune cells to deliver drugs
28
76966
2927
Warum keine Immunzellen
für die Wirkstoffabgabe einsetzen,
für die Wirkstoffabgabe einsetzen,
01:31
to cure some of our biggest problems
29
79917
1962
um eines unserer größten Probleme
bei Krankheiten zu heilen?
bei Krankheiten zu heilen?
01:33
in disease?
30
81903
1398
01:36
I am a biomedical engineer,
31
84446
1909
Ich bin Biomedizintechnikerin
und ich möchte Ihnen erzählen,
wie ich Immunzellen einsetze,
wie ich Immunzellen einsetze,
01:38
and I want to tell you guys a story
about how I use immune cells
about how I use immune cells
32
86379
3001
um eines der größten Probleme
bei Krebs ins Visier zu nehmen.
bei Krebs ins Visier zu nehmen.
01:41
to target one of the largest
problems in cancer.
problems in cancer.
33
89404
3235
01:44
Did you know that over 90 percent
of cancer deaths
of cancer deaths
34
92663
2507
Wussten Sie, dass über 90 % der Krebstoten
seiner Streuung zuzuschreiben ist?
01:47
can be attributed to its spread?
35
95194
1751
01:48
So if we can stop these cancer cells
36
96969
2265
Wenn man die Krebszellen abhalten kann,
01:51
from going from the primary tumor
to a distant site,
to a distant site,
37
99258
3074
vom Primärtumor ausgehend
zu einem entfernten Ort zu streuen,
zu einem entfernten Ort zu streuen,
01:54
we can stop cancer right in its tracks
38
102356
2476
kann man Krebs geradewegs
zum Stillstand bringen
zum Stillstand bringen
01:56
and give people more of their lives back.
39
104856
2183
und Menschen mehr von
ihrem Leben zurückgeben.
ihrem Leben zurückgeben.
02:00
To do this special mission,
40
108182
1580
Für diese besondere Mission
entschieden wir uns, ein Nanopartikel
aus Lipiden zu verabreichen,
aus Lipiden zu verabreichen,
02:01
we decided to deliver
a nanoparticle made of lipids,
a nanoparticle made of lipids,
41
109786
3050
02:04
which are the same materials
that compose your cell membrane.
that compose your cell membrane.
42
112860
3233
was dasselbe Material ist,
das unsere Zellmembran bildet.
das unsere Zellmembran bildet.
02:08
And we've added two special molecules.
43
116733
2344
Wir fügten zwei besondere Moleküle hinzu.
02:11
One is called e-selectin,
44
119952
2177
Eines ist E-Selektin,
02:14
which acts as a glue
45
122153
1276
das als Klebstoff dient,
02:15
that binds the nanoparticle
to the immune cell.
to the immune cell.
46
123453
3331
der das Nanopartikel
an die Immunzelle bindet.
an die Immunzelle bindet.
02:19
And the second one is called trail.
47
127223
2493
Das zweite nennt sich TRAIL.
TRAIL ist ein Heilmittel,
das Krebszellen zerstört,
das Krebszellen zerstört,
02:21
Trail is a therapeutic drug
that kills cancer cells
that kills cancer cells
48
129740
2656
02:24
but not normal cells.
49
132420
1245
nicht aber normale Zellen.
02:26
Now, when you put both of these together,
50
134392
2802
Setzt man beide zusammen,
02:29
you have a mean killing machine on wheels.
51
137218
2865
hat man eine klasse Waffe auf Rädern.
02:35
To test this, we ran
an experiment in a mouse.
an experiment in a mouse.
52
143589
2573
Zum Testen unternahmen wir
ein Experiment mit einer Maus.
ein Experiment mit einer Maus.
02:39
So what we did was we injected
the nanoparticles,
the nanoparticles,
53
147276
3065
Wir spritzten die Nanopartikel
und sie verbanden sich im Blutkreislauf
fast augenblicklich mit den Immunzellen.
fast augenblicklich mit den Immunzellen.
02:42
and they bound almost immediately
to the immune cells in the bloodstream.
to the immune cells in the bloodstream.
54
150365
4017
Dann spritzten wir Krebszellen,
um den Prozess zu simulieren,
um den Prozess zu simulieren,
02:46
And then we injected the cancer cells
to mimic a process
to mimic a process
55
154406
2925
02:49
through which cancer cells
spread throughout our bodies.
spread throughout our bodies.
56
157355
3151
der Krebszellen durch den Körper streut.
Wir fanden etwas sehr Aufregendes heraus.
02:52
And we found something very exciting.
57
160530
2132
In unserer behandelten Gruppe
waren 75 % der Krebszellen,
waren 75 % der Krebszellen,
02:55
We found that in our treated group,
58
163620
2670
02:58
over 75 percent of the cancer cells
we initially injected were dead or dying,
we initially injected were dead or dying,
59
166314
4780
die zu Anfang gespritzt wurden,
tot oder im Absterben,
tot oder im Absterben,
03:03
in comparison to only around 25 percent.
60
171118
2697
im Vergleich zu nur ungefähr 25 %.
03:05
So just imagine: these fewer
amount of cells were available
amount of cells were available
61
173839
3182
Nur noch diese geringere Menge
an Zellen war verfügbar,
an Zellen war verfügbar,
um zu einem anderen Körperteil zu streuen.
03:09
to actually be able to spread
to a different part of the body.
to a different part of the body.
62
177045
3112
Das nur nach zwei Stunden Behandlung.
03:12
And this is only after
two hours of treatment.
two hours of treatment.
63
180181
2717
Unsere Ergebnisse waren erstaunlich
und wir hatten eine interessante Presse.
und wir hatten eine interessante Presse.
03:14
Our results were amazing,
and we had some pretty interesting press.
and we had some pretty interesting press.
64
182922
4306
Meine Lieblingsüberschrift war eigentlich:
03:19
My favorite title was actually,
65
187974
2250
03:22
"Sticky balls may stop
the spread of cancer."
the spread of cancer."
66
190248
2614
"Klebrige Nüsse können vielleicht
die Streuung von Krebs aufhalten."
die Streuung von Krebs aufhalten."
03:24
(Laughter)
67
192886
1093
(Lachen)
03:26
I can't tell you just how smug
my male colleagues were,
my male colleagues were,
68
194003
4008
Sie glauben nicht, wie eingebildet
meine männlichen Kollegen waren,
meine männlichen Kollegen waren,
03:30
knowing that their sticky balls
might one day cure cancer.
might one day cure cancer.
69
198035
2973
weil ihre klebrigen Nüsse eines Tages
vielleicht Krebs heilen können.
vielleicht Krebs heilen können.
03:33
(Laughter)
70
201032
2298
(Lachen)
03:35
But I can tell you they made
some pretty, pretty, exciting,
some pretty, pretty, exciting,
71
203354
3402
Ich kann Ihnen sagen: Sie machten
einige ziemlich aufregende,
einige ziemlich aufregende,
ziemlich mutige T-Shirts.
03:38
pretty ballsy t-shirts.
72
206780
1298
Das war auch meine erste Erfahrung
im Gespräch mit Patienten,
im Gespräch mit Patienten,
03:40
This was also my first experience
talking to patients
talking to patients
73
208595
4216
03:44
where they asked how soon
our therapy would be available.
our therapy would be available.
74
212835
2893
in dem sie fragten, wie bald
unsere Therapie verfügbar wäre.
unsere Therapie verfügbar wäre.
03:48
And I keep these stories with me
to remind me of the importance
to remind me of the importance
75
216279
3145
Ich bewahre diese Geschichten,
um mich an die Bedeutung der Wissenschaft,
um mich an die Bedeutung der Wissenschaft,
03:51
of the science,
the scientists and the patients.
the scientists and the patients.
76
219448
2947
der Wissenschaftler
und der Patienten zu erinnern.
und der Patienten zu erinnern.
03:55
Now, our fast-acting results
were pretty interesting,
were pretty interesting,
77
223809
2541
Das schnell wirksame Ergebnis
war hoch interessant,
war hoch interessant,
aber wir hatten eine bohrende Frage:
03:58
but we still had one lingering question:
78
226374
2133
Können unsere klebrigen Nüsse,
04:00
Can our sticky balls,
79
228531
1696
04:02
our particles actually attached
to the immune cells,
to the immune cells,
80
230251
2683
unsere Partikel, die genau genommen
an die Immunzellen angehängt sind,
an die Immunzellen angehängt sind,
04:04
actually stop the spread of cancer?
81
232958
1941
tatsächlich die Streuung
von Krebs aufhalten?
von Krebs aufhalten?
04:07
So we went to our animal model,
and we found three important parts.
and we found three important parts.
82
235624
4276
Wir gingen zu unserem Tiermodell
und fanden drei wichtige Teile heraus.
und fanden drei wichtige Teile heraus.
04:12
Our primary tumors were smaller
in our treated animals,
in our treated animals,
83
240615
3018
In unseren behandelten Tieren
war der Primärtumor kleiner,
war der Primärtumor kleiner,
04:15
there were fewer cells in circulation,
84
243657
2518
es zirkulierten weniger Zellen,
04:18
and there was little to no
tumor burden in the distant organs.
tumor burden in the distant organs.
85
246199
3466
und es gab keine Tumorbelastung
in den entfernten Organen.
in den entfernten Organen.
04:22
Now, this wasn't just a victory
for us and our sticky balls.
for us and our sticky balls.
86
250835
3878
Das war nicht nur ein Sieg für uns
und unsere klebrigen Nüsse.
und unsere klebrigen Nüsse.
04:26
This was also a victory to me
87
254737
2107
Das war auch ein Sieg für mich
bei der Wirkstoffabgabe
bei der Wirkstoffabgabe
04:28
in drug delivery,
88
256868
1255
04:30
and it represents a paradigm shift,
89
258147
1931
und stellt einen Paradigmen-Wechsel dar:
04:32
a revolution --
90
260102
1246
eine Revolution --
04:34
to go from just using drugs,
just injecting them
just injecting them
91
262330
3380
vom Einsatz von Medikamenten
durch einfache Injektion
durch einfache Injektion
und dann hoffen, dass sie
zur richtigen Stelle gehen,
zur richtigen Stelle gehen,
04:37
and hoping they go to the right
places in the body,
places in the body,
92
265734
2453
04:40
to using immune cells
as special delivery drivers in your body.
as special delivery drivers in your body.
93
268211
4991
zum Einsatz von Immunzellen
als Spezial-Lieferanten in unserem Körper.
als Spezial-Lieferanten in unserem Körper.
04:45
For this example, we used two molecules,
e-selectin and trail,
e-selectin and trail,
94
273975
3716
Für dieses Beispiel setzten wir
zwei Moleküle ein: E-Selektin und TRAIL,
zwei Moleküle ein: E-Selektin und TRAIL,
04:49
but really, the possibility
of drugs you can use are endless.
of drugs you can use are endless.
95
277715
3784
aber tatsächlich lassen sich
unendlich viele Medikamente einsetzen.
unendlich viele Medikamente einsetzen.
04:53
And I talked about cancer,
96
281523
2394
Ich sprach über Krebs,
04:55
but where disease goes,
so do immune cells.
so do immune cells.
97
283941
2662
aber wo Krankheit auftritt
gehen die Immunzellen hin.
gehen die Immunzellen hin.
04:59
So this could be used for any disease.
98
287600
2415
Das könnte für jede Krankheit
eingesetzt werden.
eingesetzt werden.
05:02
Imagine using immune cells
to deliver crucial wound-healing agents
to deliver crucial wound-healing agents
99
290039
4679
Stellen Sie sich den Einsatz
von Immunzellen vor,
von Immunzellen vor,
um nach einer Wirbelsäulenverletzung
wesentliche Wundheilungsmittel
zu verabreichen,
zu verabreichen,
05:06
after a spinal cord injury,
100
294742
1842
oder den Einsatz von Immunzellen,
05:09
or using immune cells to deliver drugs
past the blood-brain barrier
past the blood-brain barrier
101
297474
4397
um Medikamente durch die
Blut-Hirn-Schranke zu bringen,
Blut-Hirn-Schranke zu bringen,
um die Parkinsonsche
oder Alzheimer-Krankheit zu behandeln.
oder Alzheimer-Krankheit zu behandeln.
05:13
to treat Parkinson's
or Alzheimer's disease.
or Alzheimer's disease.
102
301895
2361
Das sind die Konzepte, die für mich
wissenschaftlich am reizvollsten sind.
wissenschaftlich am reizvollsten sind.
05:17
These are the ideas that excite me
about science the most.
about science the most.
103
305044
3049
Von meinem Standpunkt sehe ich
so viel Verheißung und Möglichkeiten.
so viel Verheißung und Möglichkeiten.
05:20
And from where I stand,
I see so much promise and opportunity.
I see so much promise and opportunity.
104
308710
3447
Danke!
05:24
Thank you.
105
312181
1190
05:25
(Applause)
106
313395
3541
(Applaus)
ABOUT THE SPEAKER
Elizabeth Wayne - Biomedical engineerTED Fellow Dr. Elizabeth Wayne is a biomedical engineer and advocate for women in higher education.
Why you should listen
Dr. Elizabeth Wayne received her Bachelor's degree in Physics from the University of Pennsylvania, where she was a Ronald E. McNair Scholar and Moelis Access Science Scholar. She continued her education at Cornell University, where her research on the role of immune cells in cancer progression and their potential as drug delivery carriers was supported by funding from the National Cancer Institute Physical Sciences in Oncology Network and the Howard Hughes Medical Institute. In 2016, Wayne earned her PhD in biomedical engineering, where her work in immune cell-mediated drug delivery resulted in several publications and a technology patent. Her current research uses macrophages to delivery therapeutic genes to solid tumors.
Wayne is a strong advocate for women in science. She has been a chief organizer for the Conference for Undergraduate Women in Physics (CUWIP) at Cornell as well as a panelist and workshop leader at CUWiPs held at Yale and Harvard. She has received awards for her advocacy including the Constance and Alice Cook Award.
Wayne is currently a National Cancer Institute Cancer Nanotechnology Training Program Postdoctoral Fellow in the Eshelman School of Pharmacy at UNC-Chapel Hill. She was recognized as a 2017 TED Fellow for her cancer nanotechnology research and efforts to amplify voices of women in leadership and higher education through her podcast PhDivas. Wayne has been featured in various publications including Bust Magazine, Cornell Chronicle and the Los Angeles Times.
As a speaker, Wayne works with high schools, colleges and nonprofit organizations across the country to encourage the inclusion of women in science.
Elizabeth Wayne | Speaker | TED.com