TED2015
Tal Danino: Programming bacteria to detect cancer (and maybe treat it)
Tal Danino: Putem folosi bacterii pentru a depista cancerul (și poate pentru a-l trata)
Filmed:
Readability: 6.6
1,329,748 views
Cancerul hepatic e una dintre cele mai dificil de depistat forme de cancer, dar biologul sintetic Tal Danino a avut o idee inovatoare: Cum ar fi dacă am putea crea o bacterie probiotică comestibilă care să fie „programată” să găsească tumorile ficatului? Perspectiva sa exploatează ceva ce noi doar începem să înțelegem în ceea ce privește bacteriile: puterea lor de a detecta în cvorum sau capacitatea de a face ceva împreună odată ce ating numărul critic. Danino, un TED fellow, explică cum funcționează detectarea în cvorum - și cum bacteriile inteligente care „lucrează” împreună ar putea schimba cândva tratamentul cancerului.
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.
S-ar putea să nu realizați,
00:12
You may not realize this,
0
788
1745
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
dar în corpul nostru sunt mai multe
bacterii decât stele în toată galaxia.
bacterii decât stele în toată galaxia.
00:20
This fascinating universe
of bacteria inside of us
of bacteria inside of us
2
8040
3127
Acest univers fascinant
al bacteriilor din corpul nostru
al bacteriilor din corpul nostru
00:23
is an integral part of our health,
3
11167
2276
e parte integrantă a sănătății noastre,
00:25
and our technology is evolving so rapidly
4
13443
2089
iar tehnologia evoluează atât de rapid
00:27
that today we can program these bacteria
like we program computers.
like we program computers.
5
15532
4759
încât azi putem programa aceste bacterii
așa cum programăm calculatoarele.
așa cum programăm calculatoarele.
00:33
Now, the diagram that you see here,
6
21060
1879
Diagrama pe care o vedeți aici,
00:34
I know it looks like
some kind of sports play,
some kind of sports play,
7
22939
2531
știu că arată ca o schemă
de la vreun meci,
de la vreun meci,
00:37
but it is actually a blueprint of
the first bacterial program I developed.
the first bacterial program I developed.
8
25470
4156
dar e schița primului sistem de programare
a bacteriilor pe care l-am dezvoltat.
a bacteriilor pe care l-am dezvoltat.
00:41
And like writing software,
we can print and write DNA
we can print and write DNA
9
29626
3321
Și la fel cum scriem softuri,
putem imprima și scrie ADN
putem imprima și scrie ADN
00:44
into different algorithms
and programs inside of bacteria.
and programs inside of bacteria.
10
32947
3227
în diferiți algoritmi
și programe înăuntrul bacteriilor.
și programe înăuntrul bacteriilor.
00:48
What this program does
is produces fluorescent proteins
is produces fluorescent proteins
11
36824
2695
Acest program produce
proteine fluorescente
proteine fluorescente
00:51
in a rhythmic fashion
12
39519
1438
într-un mod ritmic,
generând o mică moleculă
00:52
and generates a small molecule
13
40957
1602
care permite bacteriilor să
comunice și să se sincronizeze,
comunice și să se sincronizeze,
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
așa cum vedeți în acest film.
00:59
The growing colony of bacteria
that you see here
that you see here
16
47505
2280
Colonia de bacterii pe care
o vedeți crescând aici
o vedeți crescând aici
01:01
is about the width of a human hair.
17
49785
1993
este de mărimea unui fir de păr.
01:03
Now, what you can't see
is that our genetic program
is that our genetic program
18
51778
2507
Aici se vede programul nostru
care instruiește fiecare bacterie
care instruiește fiecare bacterie
01:06
instructs these bacteria
to each produce small molecules,
to each produce small molecules,
19
54285
3483
să producă mici molecule.
01:09
and these molecules travel between
the thousands of individual bacteria
the thousands of individual bacteria
20
57768
3413
Aceste molecule circulă
printre mii de bacterii,
printre mii de bacterii,
01:13
telling them when to turn on and off.
21
61181
2716
spunându-le când să se activeze
și când să se oprească.
și când să se oprească.
01:15
And the bacteria synchronize
quite well at this scale,
quite well at this scale,
22
63897
3251
Bacteriile se sincronizează
foarte bine la această scară,
foarte bine la această scară,
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
dar deoarece molecula care
le sincronizează are viteza maximă,
le sincronizează are viteza maximă,
01:23
in larger colonies of bacteria,
this results in traveling waves
this results in traveling waves
24
71142
3576
în coloniile mai mari se formează unde
01:26
between bacteria that are
far away from each other,
far away from each other,
25
74718
2902
între bacteriile care sunt
la distanțe mari.
la distanțe mari.
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
Puteți vedea aceste valuri
mergând de la dreapta la stânga pe ecran.
mergând de la dreapta la stânga pe ecran.
01:33
Now, our genetic program
relies on a natural phenomenon
relies on a natural phenomenon
27
81356
2788
Programul nostru genetic
se bazează pe fenomenul natural
se bazează pe fenomenul natural
01:36
called quorum sensing,
28
84144
1173
numit detectare în cvorum,
01:37
in which bacteria trigger coordinated
and sometimes virulent behaviors
and sometimes virulent behaviors
29
85317
3332
unde bacteriile declanșează comportamente
coordonate și violente
coordonate și violente
01:40
once they reach a critical density.
30
88649
2941
când ajung la densități critice.
01:43
You can observe quorum sensing
in action in this movie,
in action in this movie,
31
91590
2655
Puteți observa detectarea în cvorum
în acest film,
în acest film,
01:46
where a growing colony of bacteria
only begins to glow
only begins to glow
32
94245
3642
unde o colonie de bacterii
începe să strălucească
începe să strălucească
01:49
once it reaches a high
or critical density.
or critical density.
33
97887
2371
când ajunge la o densitate mare
sau critică.
sau critică.
01:52
Our genetic program
34
100258
1842
Programul nostru genetic
01:54
continues producing these
rhythmic patterns of fluorescent proteins
rhythmic patterns of fluorescent proteins
35
102100
3151
produce aceste modele ritmice
de proteine fluorescente
de proteine fluorescente
01:57
as the colony grows outwards.
36
105251
2368
pe măsură ce colonia
crește spre exterior.
crește spre exterior.
01:59
This particular movie and experiment
we call The Supernova,
we call The Supernova,
37
107619
3691
Acest film și experiment
este numit Supernova,
este numit Supernova,
02:03
because it looks like an exploding star.
38
111310
3030
seamănă cu o stea ce explodează.
02:06
Now, besides programming
these beautiful patterns,
these beautiful patterns,
39
114340
2390
Acum, pe lângă a programa
aceste tipare frumoase,
aceste tipare frumoase,
02:08
I wondered, what else can we get
these bacteria to do?
these bacteria to do?
40
116730
2591
m-am întrebat ce mai pot face bacteriile.
02:11
And I decided to explore
how we can program bacteria
how we can program bacteria
41
119321
2579
Așa că am decis sa explorez
cum putem programa bacteriile
cum putem programa bacteriile
02:13
to detect and treat diseases
in our bodies like cancer.
in our bodies like cancer.
42
121900
2789
să detecteze în corp boli
precum cancerul.
precum cancerul.
02:18
One of the surprising facts about bacteria
43
126009
2298
Un fapt surprinzător despre bacterii
02:20
is that they can naturally grow
inside of tumors.
inside of tumors.
44
128307
3437
este acela că ele pot crește natural
în interiorul tumorilor.
în interiorul tumorilor.
02:23
This happens because typically tumors
45
131744
1764
Și asta deoarece, în mod normal, în tumori
02:25
are areas where the immune system
has no access,
has no access,
46
133508
2415
sistemul imunitar nu are acces,
02:27
and so bacteria find these tumors
47
135923
1997
așa că bacteriile găsesc aceste tumori
02:29
and use them as a safe haven
to grow and thrive.
to grow and thrive.
48
137920
3831
și le folosesc ca pe niște refugii
în care se pot înmulți.
în care se pot înmulți.
Am început să folosim bacterii probiotice
02:33
We started using probiotic bacteria
49
141751
1834
02:35
which are safe bacteria
that have a health benefit,
that have a health benefit,
50
143585
2624
care sunt bacterii sigure,
cu un beneficiu pentru sănătate
cu un beneficiu pentru sănătate
02:38
and found that
when orally delivered to mice,
when orally delivered to mice,
51
146209
2461
și am descoperit că,
administrate pe cale orală șoarecilor,
administrate pe cale orală șoarecilor,
02:40
these probiotics would selectively
grow inside of liver tumors.
grow inside of liver tumors.
52
148670
4156
aceste bacterii cresc selectiv
în interiorul tumorilor din ficat.
în interiorul tumorilor din ficat.
02:44
We realized that the most convenient way
53
152826
1954
Am realizat că cea mai bună modalitate
02:46
to highlight the presence
of the probiotics,
of the probiotics,
54
154780
2081
de a dovedi prezența acestor bacterii
02:48
and hence, the presence of the tumors,
55
156861
1863
și implicit, prezența tumorilor,
02:50
was to get these bacteria
to produce a signal
to produce a signal
56
158724
2229
era să facem ca bacteriile să
producă un semnal
producă un semnal
02:52
that would be detectable in the urine,
57
160953
2116
detectabil în urină.
02:55
and so we specifically
programmed these probiotics
programmed these probiotics
58
163069
2412
Așa că am programat
bacteriiile probiotice
bacteriiile probiotice
02:57
to make a molecule that would change
the color of your urine
the color of your urine
59
165481
2879
să formeze o moleculă care
să schimbe culoarea urinei
să schimbe culoarea urinei
03:00
to indicate the presence of cancer.
60
168360
2810
pentru a indica prezența cancerului.
03:03
We went on to show that this technology
61
171170
2010
Am prezentat această tehnologie
03:05
could sensitively and specifically
detect liver cancer,
detect liver cancer,
62
173180
3190
ca putând să detecteze cu acuratețe
cancerul hepatic,
cancerul hepatic,
un tip de cancer greu de depistat
prin alte metode.
prin alte metode.
03:08
one that is challenging
to detect otherwise.
to detect otherwise.
63
176370
2690
03:11
Now, since these bacteria
specifically localize to tumors,
specifically localize to tumors,
64
179891
2999
Deoarece aceste bacterii
localizează tumorile,
localizează tumorile,
03:14
we've been programming them
to not only detect cancer
to not only detect cancer
65
182890
2588
le-am programat nu doar
să detecteze cancerul,
să detecteze cancerul,
03:17
but also to treat cancer
66
185478
1788
ci să îl și trateze,
03:19
by producing therapeutic molecules
from within the tumor environment
from within the tumor environment
67
187266
3227
producând molecule terapeutice
în interiorul tumorii
în interiorul tumorii
03:22
that shrink the existing tumors,
68
190493
2322
care să micșoreze tumoarea.
Am facut acest lucru utilizând
sisteme de detecție în cvorum
sisteme de detecție în cvorum
03:24
and we've been doing this
using quorum sensing programs
using quorum sensing programs
69
192815
2755
03:27
like you saw in the previous movies.
70
195570
1843
ca cele pe care le-ați văzut în film.
03:29
Altogether, imagine in the future
taking a programmed probiotic
taking a programmed probiotic
71
197413
3697
Imaginați-vă un viitor în care vă puteți
03:33
that could detect and treat cancer,
72
201110
2479
administra bacterii probiotice programate
03:35
or even other diseases.
73
203589
2581
care să detecteze și să trateze
cancerul sau alte boli.
cancerul sau alte boli.
Abilitatea noastră de a programa bacterii
și de a programa viața
și de a programa viața
03:38
Our ability to program bacteria
74
206960
1644
03:40
and program life
75
208604
1695
03:42
opens up new horizons in cancer research,
76
210299
2949
ne deschide noi orizonturi
în tratarea cancerului.
în tratarea cancerului.
Pentru a transmite această idee
am lucrat cu artistul Vik Muniz
am lucrat cu artistul Vik Muniz
03:45
and to share this vision,
I worked with artist Vik Muniz
I worked with artist Vik Muniz
77
213248
2735
03:47
to create the symbol of the universe,
78
215983
1816
pentru a crea simbolul Universului,
03:49
made entirely out of bacteria
or cancer cells.
or cancer cells.
79
217799
3641
făcut în totalitate din
bacterii sau celule canceroase.
bacterii sau celule canceroase.
03:53
Ultimately, my hope is that the beauty
and purpose of this microscopic universe
and purpose of this microscopic universe
80
221443
5202
În final, sper ca frumusețea
și utilitățile acestui univers microscopic
și utilitățile acestui univers microscopic
03:58
can inspire new and creative approaches
for the future of cancer research.
for the future of cancer research.
81
226645
4899
să inspire abordări noi și creative pentru
viitoare cercetări în domeniul cancerului.
viitoare cercetări în domeniul cancerului.
04:03
Thank you.
82
231544
2624
Vă mulțumesc.
(Aplauze)
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