TED2017
Elizabeth Wayne: We can hack our immune cells to fight cancer
엘리자베스 웨인(Elizabeth Wayne): 암 치료를 위한 세포 해킹
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생명 공학자인 엘리자베스 웨인은 우리가 의학적 연구에 수십년 동안 수십억 달러를 썼지만, 여전히 항암제를 투여하는 데에 있어서 여전히 문제가 있다고 말합니다. 화학 요법은 암세포를 죽이긴 하지만, 우리 몸의 다른 부분도 같이 죽입니다. 암과 싸우기 위해 사람이 만든 것을 이용하는 대신, 자연에서 나온 걸 쓰는 건 어떨까요? 이 짧은 강연에서 웨인은 그의 연구실이 우리의 몸에서 가장 빨리 반응하는 면역 세포에 붙어서 다른 건강한 세포를 공격하지 않고 정확하게 암세포만 찾아내는 나노 입자 치료법을 연구하는 방법에 대해 설명해줍니다.
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
수십 년간의 연구와
00:14
and billions of dollars
spent in clinical trials,
spent in clinical trials,
1
2930
3269
임상 실험에 수십억 달러를 썼지만
00:18
we still have a problem
with cancer drug delivery.
with cancer drug delivery.
2
6223
3178
여전히 항암제 전달 문제가 있습니다.
00:22
We still give patients chemotherapy,
3
10586
2144
아직 환자들에게 화학 요법을 씁니다.
00:24
which is so non-specific
4
12754
1833
이게 비특이적이라
00:26
that even though
it kills the cancer cells,
it kills the cancer cells,
5
14611
2526
암세포를 죽이긴 하지만
00:29
it kind of kills
the rest of your body, too.
the rest of your body, too.
6
17161
2285
몸의 다른 부분도 죽이죠.
00:32
And yes, we have developed
more selective drugs,
more selective drugs,
7
20494
3456
물론 더 선별적인 신약을 개발했지만
00:35
but it's still a challenge
to get them into the tumor,
to get them into the tumor,
8
23974
2703
이를 종양에 이르게
하는 것은 여전히 어렵고
하는 것은 여전히 어렵고
00:38
and they end up accumulating
in the other organs as well
in the other organs as well
9
26701
2916
결국 다른 장기에도 쌓이거나
00:41
or passing through your urine,
10
29641
1631
여러분의 소변을 통해
00:43
which is a total waste.
11
31296
1781
완전히 다 빠져나오기도 합니다.
00:46
And fields like mine have emerged
12
34389
1970
제가 연구하는 분야는
00:48
where we try to encapsulate these drugs
13
36383
1966
이러한 약을 캡슐에 넣어
장기를 통과하는 동안
장기를 통과하는 동안
00:50
to protect them as they
travel through the body.
travel through the body.
14
38373
2553
보호하도록 하도록 하는 겁니다.
00:52
But these modifications cause problems
15
40950
2853
하지만 고치려고 하면 할수록
00:55
that we make more modifications to fix.
16
43827
2425
문제를 일으킵니다.
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
제가 들고자하는 말씀은 보다 나은
약물 전달 체계가 필요하다는 것입니다.
약물 전달 체계가 필요하다는 것입니다.
01:03
And I propose,
18
51513
1416
저는 사람이 만든 것 대신에
01:04
rather than using solely human design,
19
52953
2631
자연이 만든 것을 이용하자는
01:07
why not use nature's?
20
55608
1635
제안을 드리고 싶습니다.
01:10
Immune cells are these versatile vehicles
that travel throughout our body,
that travel throughout our body,
21
58309
3854
면역 세포는 우리 몸을 돌아다니는
다재 다능한 이동수단입니다.
다재 다능한 이동수단입니다.
01:14
patrolling for signs of disease
22
62187
2102
질병의 증상을 살펴보기도 하고
01:16
and arriving at a wound
mere minutes after injury.
mere minutes after injury.
23
64313
3144
상처가 났을 때는 상처 부위에
빠르게 도달하기도 하죠.
빠르게 도달하기도 하죠.
01:20
So I ask you guys:
24
68000
1419
질문을 하나 드리겠습니다.
01:22
If immune cells are already traveling
to places of injury or disease
to places of injury or disease
25
70054
3381
면역 세포가 이미 우리 몸 안에서
상처 부위나 아픈 곳으로 이동을 하는데
상처 부위나 아픈 곳으로 이동을 하는데
승객을 하나 더 태우는 건 어떨까요?
01:25
in our bodies,
26
73459
1153
01:26
why not add an extra passenger?
27
74636
1657
01:28
Why not use immune cells to deliver drugs
28
76966
2927
질병의 가장 큰 문제를
치료하는 데 쓸 약을
치료하는 데 쓸 약을
01:31
to cure some of our biggest problems
29
79917
1962
면역 세포를 이용해서
옮기는 건 어떨까요?
옮기는 건 어떨까요?
01:33
in disease?
30
81903
1398
01:36
I am a biomedical engineer,
31
84446
1909
저는 생물 의학 공학자입니다.
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
그리고 여러분께 암에서 가장 큰
어려움 중 하나를 해결하기 위해
어려움 중 하나를 해결하기 위해
01:41
to target one of the largest
problems in cancer.
problems in cancer.
33
89404
3235
제가 면역 세포를 이용한 방법에 대해
말씀 드리겠습니다.
말씀 드리겠습니다.
01:44
Did you know that over 90 percent
of cancer deaths
of cancer deaths
34
92663
2507
암으로 인한 죽음의 90%는
01:47
can be attributed to its spread?
35
95194
1751
전이 때문인 걸 알고 계신가요?
01:48
So if we can stop these cancer cells
36
96969
2265
즉, 암세포가 초기 종양에서
01:51
from going from the primary tumor
to a distant site,
to a distant site,
37
99258
3074
다른 곳으로 퍼지는 걸 막는다면
01:54
we can stop cancer right in its tracks
38
102356
2476
그 단계에서 암을 막고
01:56
and give people more of their lives back.
39
104856
2183
환자들의 수명을 늘릴 수 있습니다.
02:00
To do this special mission,
40
108182
1580
이러한 임무를 수행하기 위해서
02:01
we decided to deliver
a nanoparticle made of lipids,
a nanoparticle made of lipids,
41
109786
3050
저희는 세포막과 동일한
지질로 만들어진
지질로 만들어진
02:04
which are the same materials
that compose your cell membrane.
that compose your cell membrane.
42
112860
3233
나노 입자를 주입하기로 했습니다.
02:08
And we've added two special molecules.
43
116733
2344
그리고 특별한 두 분자를
더 넣었습니다.
더 넣었습니다.
02:11
One is called e-selectin,
44
119952
2177
하나는 나노 입자를
02:14
which acts as a glue
45
122153
1276
면역 세포에 붙이는
02:15
that binds the nanoparticle
to the immune cell.
to the immune cell.
46
123453
3331
접착제 역할을 할
e-셀렉틴이라는 것입니다.
e-셀렉틴이라는 것입니다.
02:19
And the second one is called trail.
47
127223
2493
두 번째는 TRAIL입니다.
02:21
Trail is a therapeutic drug
that kills cancer cells
that kills cancer cells
48
129740
2656
TRAIL은 정상 세포는 죽이지 않고
02:24
but not normal cells.
49
132420
1245
암 세포만 죽이는 치료제입니다.
02:26
Now, when you put both of these together,
50
134392
2802
이제 이 두 가지를 합치면
02:29
you have a mean killing machine on wheels.
51
137218
2865
무서운 암세포 제거 기계가 됩니다.
02:35
To test this, we ran
an experiment in a mouse.
an experiment in a mouse.
52
143589
2573
시험을 위해서 저희는
쥐를 대상으로 실험해봤습니다.
쥐를 대상으로 실험해봤습니다.
02:39
So what we did was we injected
the nanoparticles,
the nanoparticles,
53
147276
3065
나노 입자를 주입함과 동시에
02:42
and they bound almost immediately
to the immune cells in the bloodstream.
to the immune cells in the bloodstream.
54
150365
4017
혈류 안에서 면역 세포에 붙었습니다.
02:46
And then we injected the cancer cells
to mimic a process
to mimic a process
55
154406
2925
그러고 나서 암 세포가
우리 몸에 퍼지는 과정과
우리 몸에 퍼지는 과정과
02:49
through which cancer cells
spread throughout our bodies.
spread throughout our bodies.
56
157355
3151
동일하게 만들기 위해
암세포도 주입했습니다.
암세포도 주입했습니다.
02:52
And we found something very exciting.
57
160530
2132
그리고 굉장히 흥미로운
결과를 얻었습니다.
결과를 얻었습니다.
02:55
We found that in our treated group,
58
163620
2670
대조군에서는 25%에 불과했지만
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
실험군에서는 초기에 주입한
암 세포의 75%가 이미 죽었거나
암 세포의 75%가 이미 죽었거나
03:03
in comparison to only around 25 percent.
60
171118
2697
죽어가는 중이었습니다.
03:05
So just imagine: these fewer
amount of cells were available
amount of cells were available
61
173839
3182
생각해보세요.
우리 몸 곳곳으로 퍼져나갈 수 있는
우리 몸 곳곳으로 퍼져나갈 수 있는
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
세포들의 수가 현저하게 줄어들었습니다.
03:12
And this is only after
two hours of treatment.
two hours of treatment.
63
180181
2717
그리고 이는 겨우 두 시간이
지났을 때 얻은 결과입니다.
지났을 때 얻은 결과입니다.
03:14
Our results were amazing,
and we had some pretty interesting press.
and we had some pretty interesting press.
64
182922
4306
저희의 성과는 놀라웠고,
재미있는 기사도 많이 났습니다.
재미있는 기사도 많이 났습니다.
03:19
My favorite title was actually,
65
187974
2250
제가 제일 좋아하는 기사는 이거에요.
03:22
"Sticky balls may stop
the spread of cancer."
the spread of cancer."
66
190248
2614
"끈끈한 공이 암의 전이를
막을 지도 모른다."
막을 지도 모른다."
03:24
(Laughter)
67
192886
1093
(웃음)
03:26
I can't tell you just how smug
my male colleagues were,
my male colleagues were,
68
194003
4008
제 남자 동료들이 이 끈끈한 공이
암을 치료할 수 있다는 걸 알았을 때
암을 치료할 수 있다는 걸 알았을 때
03:30
knowing that their sticky balls
might one day cure cancer.
might one day cure cancer.
69
198035
2973
말도 못할 정도로 잘난 척을 했어요.
03:33
(Laughter)
70
201032
2298
(웃음)
03:35
But I can tell you they made
some pretty, pretty, exciting,
some pretty, pretty, exciting,
71
203354
3402
하지만 꽤나 재미있고,
배짱있는 티셔츠를
배짱있는 티셔츠를
03:38
pretty ballsy t-shirts.
72
206780
1298
만들었다는 건 말할 수 있어요.
03:40
This was also my first experience
talking to patients
talking to patients
73
208595
4216
이는 저희의 치료법이
언제 가능할 지 물어보는 환자들과
언제 가능할 지 물어보는 환자들과
03:44
where they asked how soon
our therapy would be available.
our therapy would be available.
74
212835
2893
이야기하는 첫 번째
자리이기도 했습니다.
자리이기도 했습니다.
03:48
And I keep these stories with me
to remind me of the importance
to remind me of the importance
75
216279
3145
저는 과학과 과학자,
그리고 환자들의 중요성을
그리고 환자들의 중요성을
03:51
of the science,
the scientists and the patients.
the scientists and the patients.
76
219448
2947
기억하기 위해 이 이야기를
항상 생각합니다.
항상 생각합니다.
03:55
Now, our fast-acting results
were pretty interesting,
were pretty interesting,
77
223809
2541
저희의 빠르게
작용하는 결과는 흥미롭지만
작용하는 결과는 흥미롭지만
03:58
but we still had one lingering question:
78
226374
2133
한 가지 질문이 아직 남아있습니다.
04:00
Can our sticky balls,
79
228531
1696
면역 세포에 붙은 입자로 이루어진
04:02
our particles actually attached
to the immune cells,
to the immune cells,
80
230251
2683
이 끈끈한 공들이 실제로
04:04
actually stop the spread of cancer?
81
232958
1941
암의 전이를 막을 수 있을까요?
04:07
So we went to our animal model,
and we found three important parts.
and we found three important parts.
82
235624
4276
그래서 저희는 동물 실험을 진행했고,
세 가지 중요한 부분을 찾아냈습니다.
세 가지 중요한 부분을 찾아냈습니다.
04:12
Our primary tumors were smaller
in our treated animals,
in our treated animals,
83
240615
3018
동물 실험에서는 초기 종양이 더 작았고
04:15
there were fewer cells in circulation,
84
243657
2518
혈액에는 더 적은 세포가 있었고
04:18
and there was little to no
tumor burden in the distant organs.
tumor burden in the distant organs.
85
246199
3466
멀리 떨어진 장기에는 종양이
거의 없거나 전혀 없었습니다.
거의 없거나 전혀 없었습니다.
04:22
Now, this wasn't just a victory
for us and our sticky balls.
for us and our sticky balls.
86
250835
3878
이는 단지 저희와 끈끈이 공의
승리만을 의미하는 건 아니었습니다.
승리만을 의미하는 건 아니었습니다.
04:26
This was also a victory to me
87
254737
2107
이는 제게 있어서는
04:28
in drug delivery,
88
256868
1255
약물 전달에서의 승리였고
04:30
and it represents a paradigm shift,
89
258147
1931
단지 약물을 주입한 뒤
필요한 곳으로 가기를
필요한 곳으로 가기를
04:32
a revolution --
90
260102
1246
바라기만 하는 것에서
04:34
to go from just using drugs,
just injecting them
just injecting them
91
262330
3380
면역 세포를 사용해서
04:37
and hoping they go to the right
places in the body,
places in the body,
92
265734
2453
필요한 곳으로 보내는
04:40
to using immune cells
as special delivery drivers in your body.
as special delivery drivers in your body.
93
268211
4991
패러다임의 전환이자 혁명이었습니다.
04:45
For this example, we used two molecules,
e-selectin and trail,
e-selectin and trail,
94
273975
3716
이번 사례에서는 e-셀렉틴과
TRAIL 두 가지만 사용했지만
TRAIL 두 가지만 사용했지만
04:49
but really, the possibility
of drugs you can use are endless.
of drugs you can use are endless.
95
277715
3784
사용 가능한 약물의 종류는 무한합니다.
04:53
And I talked about cancer,
96
281523
2394
저는 암에 대해서만 이야기 했지만
04:55
but where disease goes,
so do immune cells.
so do immune cells.
97
283941
2662
질병이 있는 곳엔
면역 세포가 있기 마련입니다.
면역 세포가 있기 마련입니다.
04:59
So this could be used for any disease.
98
287600
2415
즉, 어떤 질병에도
사용될 수 있다는 뜻이죠.
사용될 수 있다는 뜻이죠.
05:02
Imagine using immune cells
to deliver crucial wound-healing agents
to deliver crucial wound-healing agents
99
290039
4679
척추가 손상되었을 때
면역 세포를 이용해서
면역 세포를 이용해서
05:06
after a spinal cord injury,
100
294742
1842
결정적인 상처 치료제를 보내거나
05:09
or using immune cells to deliver drugs
past the blood-brain barrier
past the blood-brain barrier
101
297474
4397
파킨슨 병이나
알츠하이머를 치료하기 위해
알츠하이머를 치료하기 위해
05:13
to treat Parkinson's
or Alzheimer's disease.
or Alzheimer's disease.
102
301895
2361
혈내 관문 넘어서 약물을 보낼 때
면역 세포를 사용한다고 생각해 보세요.
면역 세포를 사용한다고 생각해 보세요.
05:17
These are the ideas that excite me
about science the most.
about science the most.
103
305044
3049
저는 과학에 대해 이런 생각들을
할 때 굉장히 흥분됩니다.
할 때 굉장히 흥분됩니다.
05:20
And from where I stand,
I see so much promise and opportunity.
I see so much promise and opportunity.
104
308710
3447
지금 단계에서도 제게는
밝은 전망과 기회가 보입니다.
밝은 전망과 기회가 보입니다.
05:24
Thank you.
105
312181
1190
감사합니다.
05:25
(Applause)
106
313395
3541
(박수)
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