TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
Tal Danino: Détecter (et même soigner) le cancer avec des bactéries
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
Le cancer hépatique est l'un des cancers les plus difficiles à détecter, mais Tal Danino, chercheur en biologie synthétique, a eu une idée de génie en se demandant: Et si on pouvait créer une bactérie probiotique comestible programmée à trouver des tumeurs du foie ? Son idée visionnaire se base sur un concept que l'on commence seulement à appréhender : le mécanisme de la détection du quorum effectué par les bactéries, à savoir leur capacité à effectuer quelque chose ensemble dès qu'elles atteignent une masse critique. Dans son exposé pour TED, Danino explique comment fonctionne la détection du quorum et comment des bactéries intelligentes et œuvrant de concert pourraient un jour révolutionner le traitement du cancer.
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
You may not realize this,
0
788
1745
Vous ne le réalisez peut-être pas,
00:14
but there are more bacteria in your body
than stars in our entire galaxy.
than stars in our entire galaxy.
1
2533
4880
mais il y a plus de bactéries en vous
que d'étoiles dans toute la galaxie.
que d'étoiles dans toute la galaxie.
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
Nous sommes habités
par un univers bactérien
par un univers bactérien
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
qui fait partie intégrante de notre santé
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
et nos technologies évoluent si vite
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
qu'aujourd'hui, nous pouvons programmer
ces bactéries, comme des ordinateurs.
ces bactéries, comme des ordinateurs.
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
Ce diagramme,
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
qui a l'air d'une tactique
sportive, je sais,
sportive, je sais,
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
schématise la première programmation
de bactéries que j'ai développée.
de bactéries que j'ai développée.
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
Et comme quand on écrit un logiciel,
on peut imprimer et écrire l'ADN
on peut imprimer et écrire l'ADN
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
selon différents algorithmes
et programmes dans la bactérie.
et programmes dans la bactérie.
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
Ce programme-ci produit
des protéines fluorescentes
des protéines fluorescentes
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
à un certain rythme
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
et génère une petite molécule
qui permet aux bactéries de communiquer
et de se synchroniser,
et de se synchroniser,
00:54
that allows bacteria
to communicate and synchronize,
to communicate and synchronize,
14
42559
2578
00:57
as you're seeing in this movie.
15
45137
1838
comme vous le voyez dans ce film.
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
La colonie grandissante de bactéries
que vous voyez ici
que vous voyez ici
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
est de la largeur d'un cheveu.
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
Ce qu'on ne voit pas,
c'est notre programme génétique
c'est notre programme génétique
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
qui ordonne à chacune des bactéries
de produire de petites molécules
de produire de petites molécules
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
et ces molécules voyagent
entre les milliers de bactéries
entre les milliers de bactéries
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
leur disant quand démarrer ou s'arrêter.
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
Les bactéries se synchronisent
plutôt bien à cette échelle,
plutôt bien à cette échelle,
01:19
but because the molecule that synchronizes
them together can only travel so fast,
them together can only travel so fast,
23
67148
3994
mais comme la molécule qui les synchronise
voyage à une certaine vitesse,
voyage à une certaine vitesse,
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
dans le cas de colonies plus grandes,
on obtient des vagues de mouvement
on obtient des vagues de mouvement
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
entre les bactéries qui sont éloignées
les unes des autres ;
les unes des autres ;
01:29
and you can see these waves going
from right to left across the screen.
from right to left across the screen.
26
77620
3736
vous pouvez voir ces vagues se déplacer
de droite à gauche sur l'écran.
de droite à gauche sur l'écran.
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
Notre programme génétique repose
sur un phénomène naturel:
sur un phénomène naturel:
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
la détection du quorum,
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
où les bactéries se coordonnent ou
deviennent virulentes
deviennent virulentes
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
dès qu'elles atteignent
une densité critique.
une densité critique.
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
Ce film illustre en pratique
la détection du quorum.
la détection du quorum.
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
On y voit une colonie grandissante
qui commence seulement à briller
qui commence seulement à briller
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
quand elle atteint une densité critique.
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
Notre programme génétique
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
entretient la production coordonnée
de ces protéines fluorescentes
de ces protéines fluorescentes
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
pendant que la colonie
continue sa croissance.
continue sa croissance.
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
Nous avons baptisé ce film
et cette expérience Supernova,
et cette expérience Supernova,
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
parce qu'on dirait une étoile qui explose.
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
A part programmer de beaux motifs,
je me suis demandé
je me suis demandé
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
ce que nous pourrions
faire faire à ces bactéries.
faire faire à ces bactéries.
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
Et j'ai décidé de chercher à
programmer des bactéries
programmer des bactéries
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
pour détecter et guérir
des maladies comme le cancer.
des maladies comme le cancer.
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
Ce qui est surprenant chez les bactéries,
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
c'est qu'elles peuvent grandir
naturellement au sein de tumeurs.
naturellement au sein de tumeurs.
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
C'est dû au fait que les tumeurs
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
sont inaccessibles
au système immunaitaire.
au système immunaitaire.
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
Les bactéries y trouvent donc
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
un hâvre de paix où grandir
et prospérer en toute sécurité.
et prospérer en toute sécurité.
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
Au début, on a pris des probiotiques,
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
des bactéries inoffensives et
même bénéfiques,
même bénéfiques,
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
et nous avons constaté
qu'avalées par des souris,
qu'avalées par des souris,
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
ces probiotiques grandissaient de manière
sélective dans des tumeurs du foie.
sélective dans des tumeurs du foie.
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
Nous avons compris que la meilleure façon
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
de signaler la présence des probiotiques,
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
et par extension, des tumeurs,
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
était de faire produire
un signal bactérien
un signal bactérien
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
traçable dans les urines.
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
Nous avons donc programmé ces probiotiques
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
à émettre une molécule
modifiant la couleur des urines
modifiant la couleur des urines
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
et ainsi indiquer
la présence d'un cancer.
la présence d'un cancer.
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
Nous avons été jusqu'à démontrer que
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
cette technologie peut détecter
avec précision un cancer du foie.
avec précision un cancer du foie.
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
Un cancer autrement difficile à repérer.
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
Puisque ces bactéries
s'intègrent à des tumeurs,
s'intègrent à des tumeurs,
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
nous les avons non seulement
programmées à détecter,
programmées à détecter,
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
mais aussi à soigner un cancer
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
en produisant des molécules thérapeutiques
au sein de la tumeur
au sein de la tumeur
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
qui permettent de réduire sa taille.
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
Tout ça, en utilisant des programmes
de détection du quorum
de détection du quorum
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
comme on l'a vu plus tôt à l'écran.
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
En bref, on peut concevoir qu'à l'avenir,
on pourra ingérer un probiotique
on pourra ingérer un probiotique
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
programmé pour détecter
et guérir un cancer,
et guérir un cancer,
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
voire d'autres maladies.
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
Pouvoir programmer des bactéries
03:40
and program life
75
208604
1695
et programmer la vie
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
ouvre de nouvelles perspectives
à la recherche sur le cancer.
à la recherche sur le cancer.
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
Pour partager cette vision,
c'est un artiste, Vik Muniz,
c'est un artiste, Vik Muniz,
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
qui m'a aidé à représenter l'univers
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
uniquement à partir de bactéries et
de cellules cancéreuses.
de cellules cancéreuses.
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
Et j'espère que la raison d'être
et la beauté de cet univers microscopique
et la beauté de cet univers microscopique
pourront en inspirer d'autres à innover et
à trouver des approches créatives
à trouver des approches créatives
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
utiles à l'avenir de la cancérologie.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Merci.
(Applaudissements)
04:06
(Applause)
83
234168
3766
ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologistTal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow.
Why you should listen
Tal Danino's research explores the emerging frontier of combining biology, engineering and medicine. His work as a synthetic biologist focuses on reprogramming bacteria to detect and treat diseases in our bodies such as cancer.
Originally from Los Angeles, Danino received B.S. degrees from UCLA in Physics, Chemistry and Math, and received his Ph.D. in Bioengineering from UCSD. He did a postdoctoral fellowship at the Massachusetts Institute of Technology and is currently an assistant professor at Columbia University in New York.
Danino's work has been published in scientific journals and highlighted in several popular press venues. He actively develops "Bio-Art" projects that share perspectives and stories about science with recent projects featured in the New York Times, WIRED, and the Wall Street Journal.
Tal Danino | Speaker | TED.com