TED2017
Elizabeth Wayne: We can hack our immune cells to fight cancer
Elizabeth Wayne: É possível reprogramar células imunitárias para lutar contra o cancro
Filmed:
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"Após décadas de investigação e milhares de milhões de dólares
gastos em ensaios clínicos, a administração de medicamentos
contra o cancro ainda é um problema"-- diz Elizabeth Wayne, engenheira biomédica. A quimioterapia mata o cancro, mas também mata o resto do corpo. Em vez de depender de modelos artificiais, porque não utilizar os da Natureza? Nesta curta palestra Wayne explica como o seu laboratório está a criar tratamentos com nanopartículas que se ligam às células imunitárias, as primeiras socorristas do nosso corpo, para atingir com precisão as células cancerígenas sem danificar as saudáveis.
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
Após décadas de investigação
00:14
and billions of dollars
spent in clinical trials,
spent in clinical trials,
1
2930
3269
e milhares de milhões de dólares
gastos em ensaios clínicos,
gastos em ensaios clínicos,
00:18
we still have a problem
with cancer drug delivery.
with cancer drug delivery.
2
6223
3178
a administração de medicamentos
contra o cancro ainda é um problema.
contra o cancro ainda é um problema.
00:22
We still give patients chemotherapy,
3
10586
2144
Ainda submetemos os pacientes
à quimioterapia,
à quimioterapia,
00:24
which is so non-specific
4
12754
1833
que é tão pouco específica
00:26
that even though
it kills the cancer cells,
it kills the cancer cells,
5
14611
2526
que embora mate
as células cancerígenas,
as células cancerígenas,
00:29
it kind of kills
the rest of your body, too.
the rest of your body, too.
6
17161
2285
também mata o resto do corpo.
00:32
And yes, we have developed
more selective drugs,
more selective drugs,
7
20494
3456
E sim, já desenvolvemos
medicamentos mais seletivos,
medicamentos mais seletivos,
00:35
but it's still a challenge
to get them into the tumor,
to get them into the tumor,
8
23974
2703
mas ainda é um desafio
fazê-los chegar ao tumor,
fazê-los chegar ao tumor,
00:38
and they end up accumulating
in the other organs as well
in the other organs as well
9
26701
2916
e acabam por se acumular
também noutros órgãos
também noutros órgãos
00:41
or passing through your urine,
10
29641
1631
ou passar para a urina,
00:43
which is a total waste.
11
31296
1781
o que é um grande desperdício.
00:46
And fields like mine have emerged
12
34389
1970
Então, surgiram áreas como a minha,
00:48
where we try to encapsulate these drugs
13
36383
1966
onde tentamos encapsular estes fármacos
00:50
to protect them as they
travel through the body.
travel through the body.
14
38373
2553
para protegê-los na sua viagem pelo corpo.
00:52
But these modifications cause problems
15
40950
2853
Mas estas modificações causam problemas
00:55
that we make more modifications to fix.
16
43827
2425
que temos de resolver
com mais modificações ainda.
com mais modificações ainda.
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
O que estou a tentar dizer é que
precisamos de um sistema melhor.
precisamos de um sistema melhor.
01:03
And I propose,
18
51513
1416
E eu proponho:
01:04
rather than using solely human design,
19
52953
2631
em vez de depender
apenas de modelos artificiais,
apenas de modelos artificiais,
01:07
why not use nature's?
20
55608
1635
porque não utilizar
os da Natureza?
os da Natureza?
01:10
Immune cells are these versatile vehicles
that travel throughout our body,
that travel throughout our body,
21
58309
3854
As células imunitárias são
veículos versáteis que viajam pelo corpo,
veículos versáteis que viajam pelo corpo,
01:14
patrolling for signs of disease
22
62187
2102
em busca de sinais de doença
01:16
and arriving at a wound
mere minutes after injury.
mere minutes after injury.
23
64313
3144
e chegam a uma ferida
poucos minutos após a lesão.
poucos minutos após a lesão.
01:20
So I ask you guys:
24
68000
1419
Então, eu pergunto-vos:
Se as células imunitárias já viajam
01:22
If immune cells are already traveling
to places of injury or disease
to places of injury or disease
25
70054
3381
até aos locais com lesões
ou doenças no nosso corpo,
ou doenças no nosso corpo,
01:25
in our bodies,
26
73459
1153
porque não acrescentar
um passageiro extra?
um passageiro extra?
01:26
why not add an extra passenger?
27
74636
1657
01:28
Why not use immune cells to deliver drugs
28
76966
2927
Porque não utilizar estas células
para transportar medicamentos
para transportar medicamentos
01:31
to cure some of our biggest problems
29
79917
1962
e tratar de alguns dos nossos
maiores problemas com as doenças?
maiores problemas com as doenças?
01:33
in disease?
30
81903
1398
Sou engenheira biomédica,
01:36
I am a biomedical engineer,
31
84446
1909
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
e quero contar-vos como
uso células imunitárias
uso células imunitárias
01:41
to target one of the largest
problems in cancer.
problems in cancer.
33
89404
3235
para atacar um dos maiores
problemas do cancro.
problemas do cancro.
01:44
Did you know that over 90 percent
of cancer deaths
of cancer deaths
34
92663
2507
Sabiam que mais de 90%
das mortes por cancro
das mortes por cancro
podem ser atribuídas à sua propagação?
01:47
can be attributed to its spread?
35
95194
1751
01:48
So if we can stop these cancer cells
36
96969
2265
Então, se conseguirmos impedir
estas células cancerígenas
estas células cancerígenas
01:51
from going from the primary tumor
to a distant site,
to a distant site,
37
99258
3074
de se dispersarem
a partir do tumor primário
a partir do tumor primário
01:54
we can stop cancer right in its tracks
38
102356
2476
conseguimos travar o cancro
01:56
and give people more of their lives back.
39
104856
2183
e devolver mais vida às pessoas.
Para esta missão especial
02:00
To do this special mission,
40
108182
1580
decidimos usar
uma nanopartícula de lípidos,
uma nanopartícula de lípidos,
02:01
we decided to deliver
a nanoparticle made of lipids,
a nanoparticle made of lipids,
41
109786
3050
que é o mesmo material
que compõe a membrana celular.
que compõe a membrana celular.
02:04
which are the same materials
that compose your cell membrane.
that compose your cell membrane.
42
112860
3233
E acrescentámos duas moléculas especiais.
02:08
And we've added two special molecules.
43
116733
2344
Uma chama-se e-selectina,
02:11
One is called e-selectin,
44
119952
2177
e funciona como uma cola
02:14
which acts as a glue
45
122153
1276
02:15
that binds the nanoparticle
to the immune cell.
to the immune cell.
46
123453
3331
que fixa a nanopartícula
à célula imunitária.
à célula imunitária.
E a outra chama-se TRAIL.
02:19
And the second one is called trail.
47
127223
2493
O TRAIL é uma substância terapêutica
que mata as células cancerígenas
que mata as células cancerígenas
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
mas não mata as células normais.
Se combinarmos as duas,
02:26
Now, when you put both of these together,
50
134392
2802
temos uma máquina assassina com rodas.
02:29
you have a mean killing machine on wheels.
51
137218
2865
Para testar isto, fizemos
uma experiência com um rato.
uma experiência com um rato.
02:35
To test this, we ran
an experiment in a mouse.
an experiment in a mouse.
52
143589
2573
Injetámos as nanopartículas
e elas ligaram-se quase de imediato
e elas ligaram-se quase de imediato
02:39
So what we did was we injected
the nanoparticles,
the nanoparticles,
53
147276
3065
02:42
and they bound almost immediately
to the immune cells in the bloodstream.
to the immune cells in the bloodstream.
54
150365
4017
às células imunitárias
na corrente sanguínea.
na corrente sanguínea.
E depois, injetámos células cancerígenas
para reproduzir um processo
para reproduzir um processo
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
em que as células cancerígenas
se espalham por todo o corpo.
se espalham por todo o corpo.
E descobrimos uma coisa
muito interessante.
muito interessante.
02:52
And we found something very exciting.
57
160530
2132
Descobrimos que no nosso
grupo experimental,
grupo experimental,
02:55
We found that in our treated group,
58
163620
2670
mais de 75% das células que injetámos
estavam mortas ou a morrer,
estavam mortas ou a morrer,
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
contra os apenas 25% anteriores.
03:03
in comparison to only around 25 percent.
60
171118
2697
Então imaginem: esta pequena
quantidade de células
quantidade de células
03:05
So just imagine: these fewer
amount of cells were available
amount of cells were available
61
173839
3182
foi capaz de se espalhar
para outras partes do corpo.
para outras partes do corpo.
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
E isto depois de apenas
duas horas de tratamento.
duas horas de tratamento.
03:12
And this is only after
two hours of treatment.
two hours of treatment.
63
180181
2717
Os resultados foram incríveis e deram
origem a notícias muito interessantes.
origem a notícias muito interessantes.
03:14
Our results were amazing,
and we had some pretty interesting press.
and we had some pretty interesting press.
64
182922
4306
O meu título favorito foi:
03:19
My favorite title was actually,
65
187974
2250
"Bolas pegajosas podem impedir
propagação do cancro".
propagação do cancro".
03:22
"Sticky balls may stop
the spread of cancer."
the spread of cancer."
66
190248
2614
03:24
(Laughter)
67
192886
1093
É impossível descrever o orgulho
dos meus colegas homens
dos meus colegas homens
03:26
I can't tell you just how smug
my male colleagues were,
my male colleagues were,
68
194003
4008
03:30
knowing that their sticky balls
might one day cure cancer.
might one day cure cancer.
69
198035
2973
ao saber que as suas bolas pegajosas
poderiam vir a curar o cancro.
poderiam vir a curar o cancro.
03:33
(Laughter)
70
201032
2298
(Risos)
Mas posso dizer-vos que eles
fizeram T-shirts muitíssimo engraçadas,
fizeram T-shirts muitíssimo engraçadas,
03:35
But I can tell you they made
some pretty, pretty, exciting,
some pretty, pretty, exciting,
71
203354
3402
umas T-shirts muito másculas.
03:38
pretty ballsy t-shirts.
72
206780
1298
03:40
This was also my first experience
talking to patients
talking to patients
73
208595
4216
Também foi a primeira vez que,
ao falar com pacientes,
ao falar com pacientes,
me perguntaram quando é que
a nossa terapia estaria disponível.
a nossa terapia estaria disponível.
03:44
where they asked how soon
our therapy would be available.
our therapy would be available.
74
212835
2893
E guardo estas histórias comigo
para me lembrarem da importância
para me lembrarem da importância
03:48
And I keep these stories with me
to remind me of the importance
to remind me of the importance
75
216279
3145
da ciência, dos cientistas
e dos pacientes.
e dos pacientes.
03:51
of the science,
the scientists and the patients.
the scientists and the patients.
76
219448
2947
Os resultados imediatos
foram muito interessantes,
foram muito interessantes,
03:55
Now, our fast-acting results
were pretty interesting,
were pretty interesting,
77
223809
2541
mas persistia ainda uma questão:
03:58
but we still had one lingering question:
78
226374
2133
Poderão as nossas bolas pegajosas,
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
as nossas partículas ligadas
às células imunitárias,
às células imunitárias,
impedir mesmo o cancro de se espalhar?
04:04
actually stop the spread of cancer?
81
232958
1941
Então, voltámos ao nosso modelo animal
e encontrámos três aspetos importantes.
e encontrámos três aspetos importantes.
04:07
So we went to our animal model,
and we found three important parts.
and we found three important parts.
82
235624
4276
Os tumores originais eram
mais pequenos nos animais tratados,
mais pequenos nos animais tratados,
04:12
Our primary tumors were smaller
in our treated animals,
in our treated animals,
83
240615
3018
havia menos células em circulação,
04:15
there were fewer cells in circulation,
84
243657
2518
e pouca ou nenhuma
carga tumoral nos outros órgãos.
carga tumoral nos outros órgãos.
04:18
and there was little to no
tumor burden in the distant organs.
tumor burden in the distant organs.
85
246199
3466
Esta não foi só uma vitória
para nós e para as nossas bolas.
para nós e para as nossas bolas.
04:22
Now, this wasn't just a victory
for us and our sticky balls.
for us and our sticky balls.
86
250835
3878
Também foi uma vitória para mim
04:26
This was also a victory to me
87
254737
2107
na administração de medicamentos,
04:28
in drug delivery,
88
256868
1255
e representa uma mudança
de paradigma,
de paradigma,
04:30
and it represents a paradigm shift,
89
258147
1931
uma revolução:
04:32
a revolution --
90
260102
1246
o passar do uso de medicamentos,
simplesmente injetá-los
simplesmente injetá-los
04:34
to go from just using drugs,
just injecting them
just injecting them
91
262330
3380
e esperar que cheguem
aos sítios certos,
aos sítios certos,
04:37
and hoping they go to the right
places in the body,
places in the body,
92
265734
2453
ao uso de células imunitárias
como transportadoras de encomendas.
como transportadoras de encomendas.
04:40
to using immune cells
as special delivery drivers in your body.
as special delivery drivers in your body.
93
268211
4991
04:45
For this example, we used two molecules,
e-selectin and trail,
e-selectin and trail,
94
273975
3716
Neste exemplo usámos duas moléculas,
a e-seletina e o TRAIL,
a e-seletina e o TRAIL,
mas a quantidade de substâncias
que podemos usar é infinita.
que podemos usar é infinita.
04:49
but really, the possibility
of drugs you can use are endless.
of drugs you can use are endless.
95
277715
3784
E eu falei sobre o cancro,
04:53
And I talked about cancer,
96
281523
2394
mas onde quer que as doenças cheguem,
também chegam as células imunitárias.
também chegam as células imunitárias.
04:55
but where disease goes,
so do immune cells.
so do immune cells.
97
283941
2662
Isto pode utilizar-se
para qualquer doença.
para qualquer doença.
04:59
So this could be used for any disease.
98
287600
2415
Imaginem utilizar células imunitárias
para administrar cicatrizantes cruciais
para administrar cicatrizantes cruciais
05:02
Imagine using immune cells
to deliver crucial wound-healing agents
to deliver crucial wound-healing agents
99
290039
4679
após uma lesão na medula espinal,
05:06
after a spinal cord injury,
100
294742
1842
ou usar células imunitárias para passar
fármacos pela barreira sangue-cérebro
fármacos pela barreira sangue-cérebro
05:09
or using immune cells to deliver drugs
past the blood-brain barrier
past the blood-brain barrier
101
297474
4397
para tratar a doença de Parkinson
ou de Alzheimer.
ou de Alzheimer.
05:13
to treat Parkinson's
or Alzheimer's disease.
or Alzheimer's disease.
102
301895
2361
São estas as ideias que mais me
entusiasmam na ciência.
entusiasmam na ciência.
05:17
These are the ideas that excite me
about science the most.
about science the most.
103
305044
3049
E de onde estou,
vejo imenso potencial e oportunidades.
vejo imenso potencial e oportunidades.
05:20
And from where I stand,
I see so much promise and opportunity.
I see so much promise and opportunity.
104
308710
3447
Obrigada.
05:24
Thank you.
105
312181
1190
05:25
(Applause)
106
313395
3541
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