TED2017
Elizabeth Wayne: We can hack our immune cells to fight cancer
エリザベス・ウェイン: 免疫細胞を利用してがん細胞と戦う
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私たちは何十年も何十億ドルもかけた臨床試験を続けてきましたが、まだ抗がん剤のドラッグデリバリーの問題が残っている、と生体医用工学者エリザベス・ウェインは言います。化学療法はがん細胞を殺しますが、患者の体の他の細胞も殺してしまいます。がんと戦うために、人工的なデザインを使う代わりに、自然のデザインを使ってみたらどうか？この短いトークで、ウェインは、彼女の研究室がどのようにして、ナノ粒子を使った治療法を開発したか語っています。その治療法は、体内で最初に反応する免疫細胞に、ナノ粒子を結合させて、健康細胞を害することなく、がん細胞を正確に攻撃するというものです。
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
何十年もの研究期間と
00:14
and billions of dollars
spent in clinical trials,
spent in clinical trials,
1
2930
3269
何十億ドルもの費用を
臨床試験に費やしましたが
臨床試験に費やしましたが
00:18
we still have a problem
with cancer drug delivery.
with cancer drug delivery.
2
6223
3178
抗がん剤のドラッグデリバリーには
未だに問題が残ります
未だに問題が残ります
00:22
We still give patients chemotherapy,
3
10586
2144
私たちは今も 患者に
化学療法を施しますが
化学療法を施しますが
00:24
which is so non-specific
4
12754
1833
非特異的で
00:26
that even though
it kills the cancer cells,
it kills the cancer cells,
5
14611
2526
がん細胞を殺しはしても
00:29
it kind of kills
the rest of your body, too.
the rest of your body, too.
6
17161
2285
体の残りの正常細胞も殺します
00:32
And yes, we have developed
more selective drugs,
more selective drugs,
7
20494
3456
確かに私たちは より選択的な薬を
開発をしてきましたが
開発をしてきましたが
00:35
but it's still a challenge
to get them into the tumor,
to get them into the tumor,
8
23974
2703
それでも 薬を腫瘍に
到達させることは課題のままであり
到達させることは課題のままであり
00:38
and they end up accumulating
in the other organs as well
in the other organs as well
9
26701
2916
他の器官にも蓄積したり
00:41
or passing through your urine,
10
29641
1631
尿として全く無駄に
00:43
which is a total waste.
11
31296
1781
排出されたりします
00:46
And fields like mine have emerged
12
34389
1970
私が取り組む領域は
00:48
where we try to encapsulate these drugs
13
36383
1966
薬品を化学的に包み込み
体内を通って患部に届くまでの間
体内を通って患部に届くまでの間
00:50
to protect them as they
travel through the body.
travel through the body.
14
38373
2553
保護しようとすることから始まりました
00:52
But these modifications cause problems
15
40950
2853
このような化学修飾をしたことで
00:55
that we make more modifications to fix.
16
43827
2425
さらなる問題解決の必要が出てきます
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
本当に必要なのは より優れた
ドラッグデリバリーシステムです
ドラッグデリバリーシステムです
01:03
And I propose,
18
51513
1416
ここで提案したいのは
01:04
rather than using solely human design,
19
52953
2631
人間によるデザインだけを使うのではなく
01:07
why not use nature's?
20
55608
1635
自然のデザインを使ったら？ということです
01:10
Immune cells are these versatile vehicles
that travel throughout our body,
that travel throughout our body,
21
58309
3854
免疫細胞は 多能の乗り物として
私たちの体中を巡り
私たちの体中を巡り
01:14
patrolling for signs of disease
22
62187
2102
疾病の兆候を巡視し
01:16
and arriving at a wound
mere minutes after injury.
mere minutes after injury.
23
64313
3144
怪我をすればわずか数分後に
傷口にたどり着きます
傷口にたどり着きます
01:20
So I ask you guys:
24
68000
1419
みなさんにお聞きします
01:22
If immune cells are already traveling
to places of injury or disease
to places of injury or disease
25
70054
3381
免疫細胞が 既に私たちの体内で
傷口や病変箇所へ巡回しているなら
傷口や病変箇所へ巡回しているなら
01:25
in our bodies,
26
73459
1153
01:26
why not add an extra passenger?
27
74636
1657
追加の乗客を載せたらどうでしょう？
01:28
Why not use immune cells to deliver drugs
28
76966
2927
病気の 最大の問題の
いくつかを改善するために
いくつかを改善するために
01:31
to cure some of our biggest problems
29
79917
1962
免疫細胞を使って
薬物輸送をしてはどうでしょうか？
薬物輸送をしてはどうでしょうか？
01:33
in disease?
30
81903
1398
01:36
I am a biomedical engineer,
31
84446
1909
私は 生体医用工学者であり
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
これからお話しするのは
いかに免疫細胞を使って
いかに免疫細胞を使って
01:41
to target one of the largest
problems in cancer.
problems in cancer.
33
89404
3235
がんの最大の課題を
標的としたかです
標的としたかです
01:44
Did you know that over 90 percent
of cancer deaths
of cancer deaths
34
92663
2507
ご存知でしょうか？
がんによる死亡の90%は
がんによる死亡の90%は
01:47
can be attributed to its spread?
35
95194
1751
がんの転移によるものです
01:48
So if we can stop these cancer cells
36
96969
2265
したがって がんの発生箇所から
01:51
from going from the primary tumor
to a distant site,
to a distant site,
37
99258
3074
遠隔部位に転移するのを
食い止めることができれば
食い止めることができれば
01:54
we can stop cancer right in its tracks
38
102356
2476
がんの進行を防いで
01:56
and give people more of their lives back.
39
104856
2183
患者さんの生命を取り戻せるのです
02:00
To do this special mission,
40
108182
1580
この特別な任務を遂行するために
02:01
we decided to deliver
a nanoparticle made of lipids,
a nanoparticle made of lipids,
41
109786
3050
細胞膜を構成するのと同じ物質である
02:04
which are the same materials
that compose your cell membrane.
that compose your cell membrane.
42
112860
3233
脂質からできたナノ粒子を
送りこもうと考えました
送りこもうと考えました
02:08
And we've added two special molecules.
43
116733
2344
そして 私たちは
２つの特別な分子を追加しました
２つの特別な分子を追加しました
02:11
One is called e-selectin,
44
119952
2177
１つは「E-セレクチン」で
02:14
which acts as a glue
45
122153
1276
接着剤として
02:15
that binds the nanoparticle
to the immune cell.
to the immune cell.
46
123453
3331
このナノ粒子を
免疫細胞に結合させます
免疫細胞に結合させます
02:19
And the second one is called trail.
47
127223
2493
そして２つ目は 「TRAIL」です
02:21
Trail is a therapeutic drug
that kills cancer cells
that kills cancer cells
48
129740
2656
これは がん細胞を殺す
タンパク質製剤ですが
タンパク質製剤ですが
02:24
but not normal cells.
49
132420
1245
正常な細胞は殺しません
02:26
Now, when you put both of these together,
50
134392
2802
さてこの２つを組み合わせると
02:29
you have a mean killing machine on wheels.
51
137218
2865
巧みな殺害マシーンが
乗り物に搭載されたことになります
乗り物に搭載されたことになります
02:35
To test this, we ran
an experiment in a mouse.
an experiment in a mouse.
52
143589
2573
これをテストするために
マウスで実験を行いました
マウスで実験を行いました
02:39
So what we did was we injected
the nanoparticles,
the nanoparticles,
53
147276
3065
ナノ粒子を注射すると
02:42
and they bound almost immediately
to the immune cells in the bloodstream.
to the immune cells in the bloodstream.
54
150365
4017
すぐに粒子が血流中の
免疫細胞に結合しました
免疫細胞に結合しました
02:46
And then we injected the cancer cells
to mimic a process
to mimic a process
55
154406
2925
それから がん細胞が体内に広がる
プロセスを模倣するために
プロセスを模倣するために
02:49
through which cancer cells
spread throughout our bodies.
spread throughout our bodies.
56
157355
3151
がん細胞を注射しました
02:52
And we found something very exciting.
57
160530
2132
そして とてもすごいことを発見しました
02:55
We found that in our treated group,
58
163620
2670
治療群において
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
先に注入したがん細胞の75%以上が
死滅したか 死にかけていたのです
死滅したか 死にかけていたのです
03:03
in comparison to only around 25 percent.
60
171118
2697
それに対して 非治療群では約25%でした
03:05
So just imagine: these fewer
amount of cells were available
amount of cells were available
61
173839
3182
想像してください 実際に体の他の部位に
広がる可能性を持つ細胞が減るわけです
広がる可能性を持つ細胞が減るわけです
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
03:12
And this is only after
two hours of treatment.
two hours of treatment.
63
180181
2717
そしてこれはナノ粒子投与から
わずか２時間後の結果です
わずか２時間後の結果です
03:14
Our results were amazing,
and we had some pretty interesting press.
and we had some pretty interesting press.
64
182922
4306
驚くほど素晴らしい結果が出て
かなり興味をもって取り上げた記事が出ました
かなり興味をもって取り上げた記事が出ました
03:19
My favorite title was actually,
65
187974
2250
私の お気に入りの見出しは
03:22
"Sticky balls may stop
the spread of cancer."
the spread of cancer."
66
190248
2614
「『くっつき粒子（Sticky balls）』が
がんの転移を防ぐ可能性」
がんの転移を防ぐ可能性」
03:24
(Laughter)
67
192886
1093
（笑）
03:26
I can't tell you just how smug
my male colleagues were,
my male colleagues were,
68
194003
4008
自分たちの作った 「くっつき粒子」が
いつの日か がんを完治させるかもと知って
いつの日か がんを完治させるかもと知って
03:30
knowing that their sticky balls
might one day cure cancer.
might one day cure cancer.
69
198035
2973
同僚の男性陣がどれほど得意になったか
言い表せません
言い表せません
03:33
(Laughter)
70
201032
2298
（笑）
03:35
But I can tell you they made
some pretty, pretty, exciting,
some pretty, pretty, exciting,
71
203354
3402
でも 彼らが かなりキュートでワクワクの
可愛いナノ粒子のTシャツを作ったと
可愛いナノ粒子のTシャツを作ったと
03:38
pretty ballsy t-shirts.
72
206780
1298
申し上げておきましょう
03:40
This was also my first experience
talking to patients
talking to patients
73
208595
4216
これは この治療法はいつ使えるように
なりますか？と尋ねる患者さんたちに
なりますか？と尋ねる患者さんたちに
03:44
where they asked how soon
our therapy would be available.
our therapy would be available.
74
212835
2893
私が話した初めての経験でもあります
03:48
And I keep these stories with me
to remind me of the importance
to remind me of the importance
75
216279
3145
そして 私はこの話をし続けて
03:51
of the science,
the scientists and the patients.
the scientists and the patients.
76
219448
2947
科学と科学者と患者さんの
すべてが大切だと肝に銘じています
すべてが大切だと肝に銘じています
03:55
Now, our fast-acting results
were pretty interesting,
were pretty interesting,
77
223809
2541
さて 私たちが得た即効性のある結果は
とても興味深いものですが
とても興味深いものですが
03:58
but we still had one lingering question:
78
226374
2133
私たちには まだ １つ
未解決の疑問があります
未解決の疑問があります
04:00
Can our sticky balls,
79
228531
1696
私たちの「くっつき粒子」は
04:02
our particles actually attached
to the immune cells,
to the immune cells,
80
230251
2683
本当に免疫細胞に結合できるのでしょうか
04:04
actually stop the spread of cancer?
81
232958
1941
がんの広がりを止められるのでしょうか？
04:07
So we went to our animal model,
and we found three important parts.
and we found three important parts.
82
235624
4276
そこで私たちはマウスのモデルを使って
３つの重要な点を明らかにしました
３つの重要な点を明らかにしました
04:12
Our primary tumors were smaller
in our treated animals,
in our treated animals,
83
240615
3018
治療したマウスでは
原発の腫瘍は小さくなり
原発の腫瘍は小さくなり
04:15
there were fewer cells in circulation,
84
243657
2518
血中のがん細胞の数も減り
04:18
and there was little to no
tumor burden in the distant organs.
tumor burden in the distant organs.
85
246199
3466
遠隔臓器には 腫瘍細胞が
ごく僅かか全くないかでした
ごく僅かか全くないかでした
04:22
Now, this wasn't just a victory
for us and our sticky balls.
for us and our sticky balls.
86
250835
3878
これは私たちと私たちの
「くっつき粒子」の勝利というだけでなく
「くっつき粒子」の勝利というだけでなく
04:26
This was also a victory to me
87
254737
2107
私にとっては ドラッグデリバリー
における勝利でもありました
における勝利でもありました
04:28
in drug delivery,
88
256868
1255
04:30
and it represents a paradigm shift,
89
258147
1931
そして これはパラダイムシフトであり
04:32
a revolution --
90
260102
1246
革命です
04:34
to go from just using drugs,
just injecting them
just injecting them
91
262330
3380
単に薬品を使って 注射し
04:37
and hoping they go to the right
places in the body,
places in the body,
92
265734
2453
体のしかるべき部位に
到達するのを期待する方法から
到達するのを期待する方法から
04:40
to using immune cells
as special delivery drivers in your body.
as special delivery drivers in your body.
93
268211
4991
体内で薬品を届ける役割を
免疫細胞に委ねる方法への転換です
免疫細胞に委ねる方法への転換です
04:45
For this example, we used two molecules,
e-selectin and trail,
e-selectin and trail,
94
273975
3716
たとえば 私たちは ２つの分子
E-セレクチンとTRAILを用いましたが
E-セレクチンとTRAILを用いましたが
04:49
but really, the possibility
of drugs you can use are endless.
of drugs you can use are endless.
95
277715
3784
実際に私たちに使うことのできる
薬品の可能性は無限大です
薬品の可能性は無限大です
04:53
And I talked about cancer,
96
281523
2394
私はがんについてお話ししましたが
04:55
but where disease goes,
so do immune cells.
so do immune cells.
97
283941
2662
病気の生じたところに
免疫細胞は駆けつけます
免疫細胞は駆けつけます
04:59
So this could be used for any disease.
98
287600
2415
したがってこの方法は
どんな病気にも使えます
どんな病気にも使えます
05:02
Imagine using immune cells
to deliver crucial wound-healing agents
to deliver crucial wound-healing agents
99
290039
4679
想像してみてください
05:06
after a spinal cord injury,
100
294742
1842
脊髄損傷後に 免疫細胞を使って
重要な創傷治療薬を輸送したり
重要な創傷治療薬を輸送したり
05:09
or using immune cells to deliver drugs
past the blood-brain barrier
past the blood-brain barrier
101
297474
4397
免疫細胞を使い
血液脳関門を越えて薬剤を輸送し
血液脳関門を越えて薬剤を輸送し
05:13
to treat Parkinson's
or Alzheimer's disease.
or Alzheimer's disease.
102
301895
2361
パーキンソン病や アルツハイマー病を
治療するところを
治療するところを
05:17
These are the ideas that excite me
about science the most.
about science the most.
103
305044
3049
このような考えが
科学に関して私が一番ワクワクすることです
科学に関して私が一番ワクワクすることです
05:20
And from where I stand,
I see so much promise and opportunity.
I see so much promise and opportunity.
104
308710
3447
今の私の到達点からは
たくさんの明るい将来が見通せます
たくさんの明るい将来が見通せます
05:24
Thank you.
105
312181
1190
ありがとうございました
05:25
(Applause)
106
313395
3541
（拍手）
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