ABOUT THE SPEAKER
Tal Danino - Synthetic biologist
Tal 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.

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Tal Danino | Speaker | TED.com
TED2015

Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)

Tal Danino: Détecter (et même soigner) le cancer avec des bactéries

Filmed:
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.
- Synthetic biologist
Tal Danino explores the emerging frontier of combining biology and engineering (and art). He is a 2015 TED Fellow. Full bio

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00:12
You maymai not realizeprendre conscience de this,
0
788
1745
Vous ne le réalisez peut-être pas,
00:14
but there are more bacteriades bactéries in your bodycorps
than starsétoiles in our entiretout galaxygalaxie.
1
2533
4880
mais il y a plus de bactéries en vous
que d'étoiles dans toute la galaxie.
00:20
This fascinatingfascinant universeunivers
of bacteriades bactéries insideà l'intérieur of us
2
8040
3127
Nous sommes habités
par un univers bactérien
00:23
is an integralIntegral partpartie of our healthsanté,
3
11167
2276
qui fait partie intégrante de notre santé
00:25
and our technologyLa technologie is evolvingévoluant so rapidlyrapidement
4
13443
2089
et nos technologies évoluent si vite
00:27
that todayaujourd'hui we can programprogramme these bacteriades bactéries
like we programprogramme computersdes ordinateurs.
5
15532
4759
qu'aujourd'hui, nous pouvons programmer
ces bactéries, comme des ordinateurs.
00:33
Now, the diagramdiagramme that you see here,
6
21060
1879
Ce diagramme,
00:34
I know it looksregards like
some kindgentil of sportsdes sports playjouer,
7
22939
2531
qui a l'air d'une tactique
sportive, je sais,
00:37
but it is actuallyréellement a blueprintplan d’action of
the first bacterialbactérien programprogramme I developeddéveloppé.
8
25470
4156
schématise la première programmation
de bactéries que j'ai développée.
00:41
And like writingl'écriture softwareLogiciel,
we can printimpression and writeécrire DNAADN
9
29626
3321
Et comme quand on écrit un logiciel,
on peut imprimer et écrire l'ADN
00:44
into differentdifférent algorithmsalgorithmes
and programsprogrammes insideà l'intérieur of bacteriades bactéries.
10
32947
3227
selon différents algorithmes
et programmes dans la bactérie.
00:48
What this programprogramme does
is producesproduit fluorescentfluorescent proteinsprotéines
11
36824
2695
Ce programme-ci produit
des protéines fluorescentes
00:51
in a rhythmicrythmique fashionmode
12
39519
1438
à un certain rythme
00:52
and generatesgénère a smallpetit moleculemolécule
13
40957
1602
et génère une petite molécule
qui permet aux bactéries de communiquer
et de se synchroniser,
00:54
that allowspermet bacteriades bactéries
to communicatecommuniquer and synchronizesynchroniser,
14
42559
2578
00:57
as you're seeingvoyant in this moviefilm.
15
45137
1838
comme vous le voyez dans ce film.
00:59
The growingcroissance colonycolonie of bacteriades bactéries
that you see here
16
47505
2280
La colonie grandissante de bactéries
que vous voyez ici
01:01
is about the widthlargeur of a humanHumain haircheveux.
17
49785
1993
est de la largeur d'un cheveu.
01:03
Now, what you can't see
is that our geneticgénétique programprogramme
18
51778
2507
Ce qu'on ne voit pas,
c'est notre programme génétique
01:06
instructsindique à these bacteriades bactéries
to eachchaque produceproduire smallpetit moleculesmolécules,
19
54285
3483
qui ordonne à chacune des bactéries
de produire de petites molécules
01:09
and these moleculesmolécules travelVoyage betweenentre
the thousandsmilliers of individualindividuel bacteriades bactéries
20
57768
3413
et ces molécules voyagent
entre les milliers de bactéries
01:13
tellingrécit them when to turntour on and off.
21
61181
2716
leur disant quand démarrer ou s'arrêter.
01:15
And the bacteriades bactéries synchronizesynchroniser
quiteassez well at this scaleéchelle,
22
63897
3251
Les bactéries se synchronisent
plutôt bien à cette échelle,
01:19
but because the moleculemolécule that synchronizessynchronise
them togetherensemble can only travelVoyage so fastvite,
23
67148
3994
mais comme la molécule qui les synchronise
voyage à une certaine vitesse,
01:23
in largerplus grand coloniescolonies of bacteriades bactéries,
this resultsrésultats in travelingen voyageant wavesvagues
24
71142
3576
dans le cas de colonies plus grandes,
on obtient des vagues de mouvement
01:26
betweenentre bacteriades bactéries that are
farloin away from eachchaque other,
25
74718
2902
entre les bactéries qui sont éloignées
les unes des autres ;
01:29
and you can see these wavesvagues going
from right to left acrossà travers the screenécran.
26
77620
3736
vous pouvez voir ces vagues se déplacer
de droite à gauche sur l'écran.
01:33
Now, our geneticgénétique programprogramme
reliess’appuie on a naturalNaturel phenomenonphénomène
27
81356
2788
Notre programme génétique repose
sur un phénomène naturel:
01:36
calledappelé quorumquorum sensingdétecter,
28
84144
1173
la détection du quorum,
01:37
in whichlequel bacteriades bactéries triggergâchette coordinatedcoordonné
and sometimesparfois virulentvirulente behaviorscomportements
29
85317
3332
où les bactéries se coordonnent ou
deviennent virulentes
01:40
onceune fois que they reachatteindre a criticalcritique densitydensité.
30
88649
2941
dès qu'elles atteignent
une densité critique.
01:43
You can observeobserver quorumquorum sensingdétecter
in actionaction in this moviefilm,
31
91590
2655
Ce film illustre en pratique
la détection du quorum.
01:46
where a growingcroissance colonycolonie of bacteriades bactéries
only beginscommence to glowGlow
32
94245
3642
On y voit une colonie grandissante
qui commence seulement à briller
01:49
onceune fois que it reachesatteint a highhaute
or criticalcritique densitydensité.
33
97887
2371
quand elle atteint une densité critique.
01:52
Our geneticgénétique programprogramme
34
100258
1842
Notre programme génétique
01:54
continuescontinue producingproduisant these
rhythmicrythmique patternsmodèles of fluorescentfluorescent proteinsprotéines
35
102100
3151
entretient la production coordonnée
de ces protéines fluorescentes
01:57
as the colonycolonie growsgrandit outwardsà l’extérieur.
36
105251
2368
pendant que la colonie
continue sa croissance.
01:59
This particularparticulier moviefilm and experimentexpérience
we call The SupernovaSupernova,
37
107619
3691
Nous avons baptisé ce film
et cette expérience Supernova,
02:03
because it looksregards like an explodingexploser starétoile.
38
111310
3030
parce qu'on dirait une étoile qui explose.
02:06
Now, besidesoutre programmingla programmation
these beautifulbeau patternsmodèles,
39
114340
2390
A part programmer de beaux motifs,
je me suis demandé
02:08
I wondereddemandé, what elseautre can we get
these bacteriades bactéries to do?
40
116730
2591
ce que nous pourrions
faire faire à ces bactéries.
02:11
And I decideddécidé to exploreexplorer
how we can programprogramme bacteriades bactéries
41
119321
2579
Et j'ai décidé de chercher à
programmer des bactéries
02:13
to detectdétecter and treattraiter diseasesmaladies
in our bodiescorps like cancercancer.
42
121900
2789
pour détecter et guérir
des maladies comme le cancer.
02:18
One of the surprisingsurprenant factsfaits about bacteriades bactéries
43
126009
2298
Ce qui est surprenant chez les bactéries,
02:20
is that they can naturallynaturellement growcroître
insideà l'intérieur of tumorstumeurs.
44
128307
3437
c'est qu'elles peuvent grandir
naturellement au sein de tumeurs.
02:23
This happensarrive because typicallytypiquement tumorstumeurs
45
131744
1764
C'est dû au fait que les tumeurs
02:25
are areaszones where the immuneimmunitaire systemsystème
has no accessaccès,
46
133508
2415
sont inaccessibles
au système immunaitaire.
02:27
and so bacteriades bactéries find these tumorstumeurs
47
135923
1997
Les bactéries y trouvent donc
02:29
and use them as a safesûr havenHavre de paix
to growcroître and thriveprospérer.
48
137920
3831
un hâvre de paix où grandir
et prospérer en toute sécurité.
02:33
We startedcommencé usingen utilisant probioticprobiotique bacteriades bactéries
49
141751
1834
Au début, on a pris des probiotiques,
02:35
whichlequel are safesûr bacteriades bactéries
that have a healthsanté benefitavantage,
50
143585
2624
des bactéries inoffensives et
même bénéfiques,
02:38
and founda trouvé that
when orallyoralement deliveredlivré to micedes souris,
51
146209
2461
et nous avons constaté
qu'avalées par des souris,
02:40
these probioticsprobiotiques would selectivelysélectivement
growcroître insideà l'intérieur of liverfoie tumorstumeurs.
52
148670
4156
ces probiotiques grandissaient de manière
sélective dans des tumeurs du foie.
02:44
We realizedréalisé that the mostles plus convenientpratique way
53
152826
1954
Nous avons compris que la meilleure façon
02:46
to highlightMettez en surbrillance the presenceprésence
of the probioticsprobiotiques,
54
154780
2081
de signaler la présence des probiotiques,
02:48
and hencePar conséquent, the presenceprésence of the tumorstumeurs,
55
156861
1863
et par extension, des tumeurs,
02:50
was to get these bacteriades bactéries
to produceproduire a signalsignal
56
158724
2229
était de faire produire
un signal bactérien
02:52
that would be detectabledétectable in the urineurine,
57
160953
2116
traçable dans les urines.
02:55
and so we specificallyPlus précisément
programmedprogrammé these probioticsprobiotiques
58
163069
2412
Nous avons donc programmé ces probiotiques
02:57
to make a moleculemolécule that would changechangement
the colorCouleur of your urineurine
59
165481
2879
à émettre une molécule
modifiant la couleur des urines
03:00
to indicateindiquer the presenceprésence of cancercancer.
60
168360
2810
et ainsi indiquer
la présence d'un cancer.
03:03
We wentest allé on to showmontrer that this technologyLa technologie
61
171170
2010
Nous avons été jusqu'à démontrer que
03:05
could sensitivelyavec sensibilité and specificallyPlus précisément
detectdétecter liverfoie cancercancer,
62
173180
3190
cette technologie peut détecter
avec précision un cancer du foie.
03:08
one that is challengingdifficile
to detectdétecter otherwiseautrement.
63
176370
2690
Un cancer autrement difficile à repérer.
03:11
Now, sincedepuis these bacteriades bactéries
specificallyPlus précisément localizelocaliser to tumorstumeurs,
64
179891
2999
Puisque ces bactéries
s'intègrent à des tumeurs,
03:14
we'venous avons been programmingla programmation them
to not only detectdétecter cancercancer
65
182890
2588
nous les avons non seulement
programmées à détecter,
03:17
but alsoaussi to treattraiter cancercancer
66
185478
1788
mais aussi à soigner un cancer
03:19
by producingproduisant therapeuticthérapeutique moleculesmolécules
from withindans the tumortumeur environmentenvironnement
67
187266
3227
en produisant des molécules thérapeutiques
au sein de la tumeur
03:22
that shrinkrétrécir the existingexistant tumorstumeurs,
68
190493
2322
qui permettent de réduire sa taille.
03:24
and we'venous avons been doing this
usingen utilisant quorumquorum sensingdétecter programsprogrammes
69
192815
2755
Tout ça, en utilisant des programmes
de détection du quorum
03:27
like you saw in the previousprécédent moviesfilms.
70
195570
1843
comme on l'a vu plus tôt à l'écran.
03:29
AltogetherAu total, imagineimaginer in the futureavenir
takingprise a programmedprogrammé probioticprobiotique
71
197413
3697
En bref, on peut concevoir qu'à l'avenir,
on pourra ingérer un probiotique
03:33
that could detectdétecter and treattraiter cancercancer,
72
201110
2479
programmé pour détecter
et guérir un cancer,
03:35
or even other diseasesmaladies.
73
203589
2581
voire d'autres maladies.
03:38
Our abilitycapacité to programprogramme bacteriades bactéries
74
206960
1644
Pouvoir programmer des bactéries
03:40
and programprogramme life
75
208604
1695
et programmer la vie
03:42
openss'ouvre up newNouveau horizonshorizons in cancercancer researchrecherche,
76
210299
2949
ouvre de nouvelles perspectives
à la recherche sur le cancer.
03:45
and to sharepartager this visionvision,
I workedtravaillé with artistartiste VikVik MunizMuniz
77
213248
2735
Pour partager cette vision,
c'est un artiste, Vik Muniz,
03:47
to createcréer the symbolsymbole of the universeunivers,
78
215983
1816
qui m'a aidé à représenter l'univers
03:49
madefabriqué entirelyentièrement out of bacteriades bactéries
or cancercancer cellscellules.
79
217799
3641
uniquement à partir de bactéries et
de cellules cancéreuses.
03:53
UltimatelyEn fin de compte, my hopeespérer is that the beautybeauté
and purposeobjectif of this microscopicmicroscopique universeunivers
80
221443
5202
Et j'espère que la raison d'être
et la beauté de cet univers microscopique
pourront en inspirer d'autres à innover et
à trouver des approches créatives
03:58
can inspireinspirer newNouveau and creativeCréatif approachesapproches
for the futureavenir of cancercancer researchrecherche.
81
226645
4899
utiles à l'avenir de la cancérologie.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Merci.
(Applaudissements)
04:06
(ApplauseApplaudissements)
83
234168
3766
Translated by Celine Herion
Reviewed by Tatyana Bogach

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