TEDxBoston
Geraldine Hamilton: Body parts on a chip
Geraldine Hamiltonová: Lidské orgány na čipu
Filmed:
Readability: 4.1
1,644,547 views
Představit si nový druh medicíny, která bude znamenat lepší léčbu některých nemocí, je poměrně snadné. Nejtěžší ale bývá nové léky otestovat, což může zpozdit jejich uvedení na trh o celé roky. Geraldine Hamiltonová názorně ukazuje, jak ve své laboratoři přivádí k životu lidské orgány na čipech. Jsou to jednoduché konstrukční prvky, obsahující všechny části nezbytné pro testování nových medikamentů – a mohou být dokonce přizpůsobeny na míru konkrétním lidem. (Natočeno na TEDxBoston)
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
We have a global health challenge
0
368
2137
Držíme dnes ve svých rukou
00:14
in our hands today,
1
2505
1692
celosvětovou zdravotnickou výzvu.
00:16
and that is that the way we currently
2
4197
3060
Problém spočívá v tom, že způsob,
00:19
discover and develop new drugs
3
7257
2925
jakým objevujeme a vyvíjíme nové léky,
00:22
is too costly, takes far too long,
4
10182
4178
je příliš drahý, zabere nám spoustu času
00:26
and it fails more often than it succeeds.
5
14360
3714
a častěji končí selháním než úspěchem.
00:30
It really just isn't working, and that means
6
18074
3377
Prostě to nefunguje. Znamená to,
00:33
that patients that badly need new therapies
7
21451
3047
že se pacientům, kteří to zoufale potřebují,
00:36
are not getting them,
8
24498
1711
nedostávají nové způsoby léčby
00:38
and diseases are going untreated.
9
26209
3498
a nemoci zůstávají neléčené.
00:41
We seem to be spending more and more money.
10
29707
3083
Vypadá to, že utrácíme víc a víc peněz.
00:44
So for every billion dollars we spend in R&D,
11
32790
4096
Za každou miliardu dolarů,
kterou utratíme za vědu a výzkum,
kterou utratíme za vědu a výzkum,
00:48
we're getting less drugs approved into the market.
12
36886
3829
získáváme méně léků schválených pro trh.
00:52
More money, less drugs. Hmm.
13
40715
3217
Více peněz, méně léků. Hmm.
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
Takže o co tady jde?
00:57
Well, there's a multitude of factors at play,
15
45852
2595
Ve hře je mnoho faktorů,
01:00
but I think one of the key factors
16
48447
2021
já ale myslím, že jedním z klíčových faktorů je,
01:02
is that the tools that we currently have
17
50468
2397
že nástroje, které dnes používáme
01:04
available to test whether a drug is going to work,
18
52865
4083
k testování, zda bude lék fungovat,
01:08
whether it has efficacy,
19
56948
1389
jestli je účinný
01:10
or whether it's going to be safe
20
58337
1766
nebo jestli bude bezpečný,
01:12
before we get it into human clinical trials,
21
60103
3552
než ho zařadíme do klinických zkoušek na lidech,
01:15
are failing us. They're not predicting
22
63655
2151
selhávají. Nedá se předem určit,
01:17
what's going to happen in humans.
23
65806
3228
jaké účinky bude mít lék na lidi.
01:21
And we have two main tools available
24
69034
2723
K dispozici máme
01:23
at our disposal.
25
71757
2014
dva hlavní nástroje.
01:25
They are cells in dishes and animal testing.
26
73771
4041
Těmi nástroji jsou buňky v miskách
a testování na zvířatech.
a testování na zvířatech.
01:29
Now let's talk about the first one, cells in dishes.
27
77812
3320
Nejdřív se pojďme bavit o prvním způsobu,
o buňkách v misce.
o buňkách v misce.
01:33
So, cells are happily functioning in our bodies.
28
81132
3153
Buňky si spokojeně pracují v našich tělech.
01:36
We take them and rip them out
29
84285
2055
My je vezmeme a vytrhneme je
01:38
of their native environment,
throw them in one of these dishes,
throw them in one of these dishes,
30
86340
2949
z jejich přirozeného prostředí,
vhodíme je do misky
vhodíme je do misky
01:41
and expect them to work.
31
89289
1585
a očekáváme od nich, že budou fungovat.
01:42
Guess what. They don't.
32
90874
2193
A hádejte, co se stane. Nefungují.
01:45
They don't like that environment
33
93067
1662
Nelíbí se jim v novém prostředí,
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
protože nemá nic společného s tím
01:48
what they have in the body.
35
96361
2676
jak se měly v těle.
01:51
What about animal testing?
36
99037
2071
A co testování na zvířatech?
01:53
Well, animals do and can provide
37
101108
2885
Zvířata mohou být a jsou zdrojem
01:55
extremely useful information.
38
103993
2262
velmi užitečných informací.
01:58
They teach us about what happens
39
106255
1709
Učí nás o tom, co probíhá
01:59
in the complex organism.
40
107964
2329
ve složitých organismech.
02:02
We learn more about the biology itself.
41
110293
3008
Dozvídáme se víc o samotné biologii.
02:05
However, more often than not,
42
113301
2898
Avšak častěji se stane,
02:08
animal models fail to predict
what will happen in humans
what will happen in humans
43
116199
4216
že testy na zvířatech neodpovídají na otázku,
jaký účinek bude mít na lidi
jaký účinek bude mít na lidi
02:12
when they're treated with a particular drug.
44
120415
3186
léčba tím kterým lékem.
02:15
So we need better tools.
45
123601
2379
Takže potřebujeme lepší nástroje.
02:17
We need human cells,
46
125980
1753
Potřebujeme lidské buňky,
02:19
but we need to find a way to keep them happy
47
127733
2750
ale musíme najít způsob,
jak je udržet spokojené
jak je udržet spokojené
02:22
outside the body.
48
130483
1591
mimo tělo.
02:24
Our bodies are dynamic environments.
49
132074
2906
Naše tělo je dynamické prostředí.
02:26
We're in constant motion.
50
134980
1840
Jsme neustále v pohybu.
02:28
Our cells experience that.
51
136820
2191
A naše buňky jsou na to zvyklé.
02:31
They're in dynamic environments in our body.
52
139011
2809
Jsou součástí dynamického prostředí
v našem těle.
v našem těle.
02:33
They're under constant mechanical forces.
53
141820
2755
Jsou pod neustálým tlakem mechanických sil.
02:36
So if we want to make cells happy
54
144575
2456
Takže pokud chceme,
aby buňky žily spokojeně
aby buňky žily spokojeně
02:39
outside our bodies,
55
147031
1429
i mimo naše těla,
02:40
we need to become cell architects.
56
148460
2526
musíme se stát buněčnými architekty.
02:42
We need to design, build and engineer
57
150986
4344
Musíme navrhnout, vybudovat a zařídit
02:47
a home away from home for the cells.
58
155330
3231
buňkám domov jinde.
02:50
And at the Wyss Institute,
59
158561
1674
Ve Wyss Institute
02:52
we've done just that.
60
160235
1938
jsme právě to provedli.
02:54
We call it an organ-on-a-chip.
61
162173
3024
Říkáme tomu orgány na čipu.
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
Jeden tady mám.
02:58
It's beautiful, isn't it?
But it's pretty incredible.
But it's pretty incredible.
63
166988
2815
Je nádherný, že?
A je neuvěřitelný.
A je neuvěřitelný.
03:01
Right here in my hand is a breathing, living
64
169803
4500
Zde držím dýchací orgán,
03:06
human lung on a chip.
65
174303
2658
živé lidské plíce na čipu.
03:08
And it's not just beautiful.
66
176961
2128
Nejsou jen nádherné.
03:11
It can do a tremendous amount of things.
67
179089
2440
Zvládájí ohromné množství věcí.
03:13
We have living cells in that little chip,
68
181529
3779
Na tom malém čipu máme živé buňky,
03:17
cells that are in a dynamic environment
69
185308
2550
které jsou v dynamickém prostředí
03:19
interacting with different cell types.
70
187858
3081
a vzájemně na sebe působí s jinými typy buněk.
03:22
There's been many people
71
190939
1639
Mnozí už se pokoušeli
03:24
trying to grow cells in the lab.
72
192578
1861
pěstovat buňky v laboratoři.
03:26
They've tried many different approaches.
73
194439
3156
Zkoušeli mnoho odlišných přístupů.
03:29
They've even tried to grow
little mini-organs in the lab.
little mini-organs in the lab.
74
197595
2627
Dokonce se v laboratoři pokoušeli
vypěstovat malé mini-orgány.
vypěstovat malé mini-orgány.
03:32
We're not trying to do that here.
75
200222
1549
My na to jdeme jinak.
03:33
We're simply trying to recreate
76
201771
2126
Jednoduše na tom malinkém čipu
03:35
in this tiny chip
77
203897
1577
oživíme
03:37
the smallest functional unit
78
205474
3017
nejmenší funkční jednotku,
03:40
that represents the biochemistry,
79
208491
2554
která představuje biochemii,
03:43
the function and the mechanical strain
80
211045
3124
funkce a mechanické zatížení,
03:46
that the cells experience in our bodies.
81
214169
3516
jaké buňky znají z našeho těla.
03:49
So how does it work? Let me show you.
82
217685
3032
Jak to funguje? Ukážu vám to.
03:52
We use techniques from the computer chip
83
220717
2634
Používáme techniky známé z výroby
03:55
manufacturing industry
84
223351
1633
počítačových čipů,
03:56
to make these structures at a scale
85
224984
2197
abychom tyto struktury vyrobili v měřítku,
03:59
relevant to both the cells and their environment.
86
227181
2896
odpovídajícímu jak buňkám,
tak jejich prostředí.
tak jejich prostředí.
04:02
We have three fluidic channels.
87
230077
2064
Máme tři fluidní kanály.
04:04
In the center, we have a porous, flexible membrane
88
232141
3712
Uprostřed je porézní, pružná membrána,
04:07
on which we can add human cells
89
235853
2063
na kterou můžeme nanášet buňky
04:09
from, say, our lungs,
90
237916
1344
třeba z našich plic
04:11
and then underneath, they had capillary cells,
91
239260
2487
a vespod jsou kapilární buňky
04:13
the cells in our blood vessels.
92
241747
1788
odebrané z našich cév.
04:15
And we can then apply mechanical forces to the chip
93
243535
4320
Na čip pak působíme mechanickými silami,
04:19
that stretch and contract the membrane,
94
247855
2829
které napínají a stlačují membránu,
04:22
so the cells experience the same mechanical forces
95
250684
3097
takže buňky mají dojem, že na ně působí
stejné mechanické zatížení,
stejné mechanické zatížení,
04:25
that they did when we breathe.
96
253781
2933
jako při dýchání.
04:28
And they experience them how they did in the body.
97
256714
3160
Mají stejné podmínky jako uvnitř těla.
04:31
There's air flowing through the top channel,
98
259874
2400
Horním kanálem proudí vzduch
04:34
and then we flow a liquid that contains nutrients
99
262274
3349
a krevní kanál přivádí kapalinu,
04:37
through the blood channel.
100
265623
2839
která obsahuje živiny.
04:40
Now the chip is really beautiful,
101
268462
2372
Čip je opravdu překrásný,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
ale co se s tím vším dá dělat?
04:44
We can get incredible functionality
103
272931
2324
Do těchto malých čipů dokážeme
04:47
inside these little chips.
104
275255
1751
vměstnat neuvěřitelné funkce.
04:49
Let me show you.
105
277006
1506
Předvedu vám to.
04:50
We could, for example, mimic infection,
106
278512
2631
Například umíme napodobit infekci,
04:53
where we add bacterial cells into the lung.
107
281143
3536
pokud k plicním buňkám přidáme buňky bakterií.
04:56
then we can add human white blood cells.
108
284679
2932
Pak můžeme přidat bílé krvinky.
04:59
White blood cells are our body's defense
109
287611
2591
Bílé krvinky chrání naše tělo
05:02
against bacterial invaders,
110
290202
1368
proti bakteriálním vetřelcům
05:03
and when they sense this
inflammation due to infection,
inflammation due to infection,
111
291570
3169
a když zavětří infekční zánět,
05:06
they will enter from the blood into the lung
112
294739
2857
prostoupí krví do plic
05:09
and engulf the bacteria.
113
297596
1915
a pohltí bakterie.
05:11
Well now you're going to see this happening
114
299511
2248
Teď uvidíte naživo, jak to probíhá
05:13
live in an actual human lung on a chip.
115
301759
3310
ve skutečných plicích, umístěných na čipu.
05:17
We've labeled the white blood cells
so you can see them flowing through,
so you can see them flowing through,
116
305069
3543
Bílé krvinky jsme označili,
aby bylo vidět, jak proudí kolem
aby bylo vidět, jak proudí kolem
05:20
and when they detect that infection,
117
308612
2161
a když zaznamenají infekci,
05:22
they begin to stick.
118
310773
1397
začnou se zachytávat.
05:24
They stick, and then they try to go into the lung
119
312170
3887
Přichytí se a pak zkoušejí krevním kanálem
05:28
side from blood channel.
120
316057
1781
prostoupit do plic.
05:29
And you can see here, we can actually visualize
121
317838
3689
Tady vidíte, že vlastně můžeme zobrazit
05:33
a single white blood cell.
122
321527
3759
cestu jedné bílé krvinky.
05:37
It sticks, it wiggles its way through
123
325286
2256
Zachytí se, klestí si cestu
05:39
between the cell layers, through the pore,
124
327542
2315
mezi vrstvami buněk, prochází pórem,
05:41
comes out on the other side of the membrane,
125
329857
2421
vychází na druhé straně membrány
05:44
and right there, it's going to engulf the bacteria
126
332278
3435
a tam se chystá pohltit bakterii
05:47
labeled in green.
127
335713
1649
označenou zeleně.
05:49
In that tiny chip, you just witnessed
128
337362
3004
V prostředí malinkatého čipu
jste se právě stali svědky
jste se právě stali svědky
05:52
one of the most fundamental responses
129
340366
3181
jedné z nejzákladnějších reakcí,
05:55
our body has to an infection.
130
343547
1957
kterou naše tělo odolává infekci.
05:57
It's the way we respond to -- an immune response.
131
345504
3770
Je to způsob, jak reagujeme na --
imunitní odezvy.
imunitní odezvy.
06:01
It's pretty exciting.
132
349274
2401
Je to docela vzrušující.
06:03
Now I want to share this picture with you,
133
351675
2343
Nyní bych vám chtěla ukázat tenhle obrázek,
06:06
not just because it's so beautiful,
134
354018
2638
nejen protože je tak nádherný,
06:08
but because it tells us an enormous
amount of information
amount of information
135
356656
3336
ale protože z něho získáváme
obrovské množství informací o tom,
obrovské množství informací o tom,
06:11
about what the cells are doing within the chips.
136
359992
2597
jak se buňkám daří uvnitř čipů.
06:14
It tells us that these cells
137
362589
2259
Ukazuje, že buňky
06:16
from the small airways in our lungs,
138
364848
2311
z malých dýchacích cest v plicích,
06:19
actually have these hairlike structures
139
367159
1751
mají vlastně tuhle vlasovitou podobu,
06:20
that you would expect to see in the lung.
140
368910
2008
která je pro ně příznačná.
06:22
These structures are called cilia,
141
370918
1465
Nazýváme je řasinky
06:24
and they actually move the mucus out of the lung.
142
372383
2910
a ty přesouvají hlen z plic ven.
06:27
Yeah. Mucus. Yuck.
143
375293
1539
Ano. Hlen. Fuj.
06:28
But mucus is actually very important.
144
376832
2440
Ale hlen je vlastně velmi důležitý.
06:31
Mucus traps particulates, viruses,
145
379272
2581
Zachytává částice, viry,
06:33
potential allergens,
146
381853
1459
potenciální alergeny
06:35
and these little cilia move
147
383312
1601
a tyhle malé řasinky
06:36
and clear the mucus out.
148
384913
2250
stěhují hlen a odstraňují ho.
06:39
When they get damaged, say,
149
387163
1912
Když jsou poškozené,
06:41
by cigarette smoke for example,
150
389075
2419
dejme tomu cigaretovým kouřem,
06:43
they don't work properly,
and they can't clear that mucus out.
and they can't clear that mucus out.
151
391494
2808
nefungují správně a hlen neodstraňují.
06:46
And that can lead to diseases such as bronchitis.
152
394302
3817
A to může vést k nemocem
jako je zánět průdušek.
jako je zánět průdušek.
06:50
Cilia and the clearance of mucus
153
398119
2647
Řasinky a likvidace hlenu
06:52
are also involved in awful diseases like cystic fibrosis.
154
400766
4461
se také podílí na hrozných nemocech
jako je cystická fibróza.
jako je cystická fibróza.
06:57
But now, with the functionality
that we get in these chips,
that we get in these chips,
155
405227
3550
Ale teď, s funkcemi,
které jsme vpravili do čipů,
které jsme vpravili do čipů,
07:00
we can begin to look
156
408777
1824
se můžeme porozhlédnout
07:02
for potential new treatments.
157
410601
2513
po potenciální nové léčbě.
07:05
We didn't stop with the lung on a chip.
158
413114
1952
Plíce na čipu jsou jenom začátek.
07:07
We have a gut on a chip.
159
415066
1884
Na čipu máme střevo.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
Tady ho můžete vidět.
07:10
And we've put intestinal human cells
161
418980
3226
Umístili jsme sem buňky
07:14
in a gut on a chip,
162
422206
1905
z lidského střeva,
07:16
and they're under constant peristaltic motion,
163
424111
2837
které jsou v neustálém peristaltickém pohybu,
07:18
this trickling flow through the cells,
164
426948
3191
tímto proudem prosakujícím buňkami
07:22
and we can mimic many of the functions
165
430139
2558
a my můžeme napodobit spoustu funkcí,
07:24
that you actually would expect to see
166
432697
2263
které jsou u lidského střeva
07:26
in the human intestine.
167
434960
1693
obvyklé.
07:28
Now we can begin to create models of diseases
168
436653
3791
Můžeme začít modelovat nemoci
07:32
such as irritable bowel syndrome.
169
440444
2410
jako je syndrom dráždivého tračníku.
07:34
This is a disease that affects
170
442854
2082
Je to nemoc, která se dotýká
07:36
a large number of individuals.
171
444936
1911
velkého počtu osob.
07:38
It's really debilitating,
172
446847
1774
Je opravdu vysilující
07:40
and there aren't really many good treatments for it.
173
448621
3942
a neexistuje na ni mnoho vhodných léků.
07:44
Now we have a whole pipeline
174
452563
2302
Máme celý řetězec čipů,
07:46
of different organ chips
175
454865
2279
vytvořený z různých orgánů,
07:49
that we are currently working on in our labs.
176
457144
3732
na kterých v našich laboratořích pracujeme.
07:52
Now, the true power of this technology, however,
177
460876
3419
Avšak skutečná síla této technologie
07:56
really comes from the fact
178
464295
2125
vychází ze skutečnosti,
07:58
that we can fluidically link them.
179
466420
2545
že můžeme kanály propojovat.
08:00
There's fluid flowing across these cells,
180
468965
1947
Přes buňky proudí kapalina,
08:02
so we can begin to interconnect
181
470912
2079
takže můžeme začít propojovat
08:04
multiple different chips together
182
472991
2862
různé čipy dohromady
08:07
to form what we call a virtual human on a chip.
183
475853
4213
a vytvářet tak něco, čemu říkáme
virtuální člověk na čipu.
virtuální člověk na čipu.
08:12
Now we're really getting excited.
184
480066
3009
Jsme z toho opravdu nadšení.
08:15
We're not going to ever recreate
a whole human in these chips,
a whole human in these chips,
185
483075
4095
Nechystáme se rekonstruovat
z čipů celého člověka,
z čipů celého člověka,
08:19
but what our goal is is to be able to recreate
186
487170
4169
ale naším cílem je umět reprodukovat
08:23
sufficient functionality
187
491339
2013
postačující funkcionalitu,
08:25
so that we can make better predictions
188
493352
2360
abychom mohli lépe předvídat,
08:27
of what's going to happen in humans.
189
495712
2214
co se bude dít v lidském těle.
08:29
For example, now we can begin to explore
190
497926
2924
Například odteď můžeme zkoumat,
08:32
what happens when we put
a drug like an aerosol drug.
a drug like an aerosol drug.
191
500850
3434
co se děje, když podáváme lék
v podobě aerosolu.
v podobě aerosolu.
08:36
Those of you like me who have asthma,
when you take your inhaler,
when you take your inhaler,
192
504284
2986
Když ti z vás, kteří trpí astmatem jako já,
použijí inhalátor,
použijí inhalátor,
08:39
we can explore how that drug comes into your lungs,
193
507270
2926
můžeme zkoumat, jak lék vniká do plic,
08:42
how it enters the body,
194
510196
1626
jak vstupuje do těla
08:43
how it might affect, say, your heart.
195
511822
1754
a jaký třeba může mít vliv na vaše srdce.
08:45
Does it change the beating of your heart?
196
513576
1908
Ovlivní lék tlukot vašeho srdce?
08:47
Does it have a toxicity?
197
515484
1641
Je toxický?
08:49
Does it get cleared by the liver?
198
517125
2008
Dokážou ho játra odbourat?
08:51
Is it metabolized in the liver?
199
519133
2152
Je metabolizovaný v játrech?
08:53
Is it excreted in your kidneys?
200
521285
1891
Vyloučí ho ledviny?
08:55
We can begin to study the dynamic
201
523176
2212
Můžeme začít studovat
08:57
response of the body to a drug.
202
525388
2625
dynamické reakce těla na účinky léku.
09:00
This could really revolutionize
203
528028
1919
To by mohlo opravdu způsobit revoluci
09:01
and be a game changer
204
529947
1649
a dramaticky změnit budoucnost
09:03
for not only the pharmaceutical industry,
205
531596
2938
nejen ve farmaceutickém průmyslu,
09:06
but a whole host of different industries,
206
534534
2373
ale také v celé řadě rozličných odvětví,
09:08
including the cosmetics industry.
207
536907
2400
včetně kosmetického průmyslu.
09:11
We can potentially use the skin on a chip
208
539307
2882
Na čip můžeme třeba umístit kůži,
09:14
that we're currently developing in the lab
209
542189
1961
kterou právě vyvíjíme v laboratoři,
09:16
to test whether the ingredients in those products
210
544150
2554
abychom otestovali,
jestli jsou složky produktu,
jestli jsou složky produktu,
09:18
that you're using are actually
safe to put on your skin
safe to put on your skin
211
546704
3283
kterým jste se právě natřeli,
bezpečné pro vaši kůži,
bezpečné pro vaši kůži,
09:21
without the need for animal testing.
212
549987
2689
aniž by je bylo třeba testovat na zvířatech.
09:24
We could test the safety
213
552676
1944
Mohli bychom testovat bezpečnost chemikálií,
09:26
of chemicals that we are exposed to
214
554620
2253
kterým jsme každý den vystaveni
09:28
on a daily basis in our environment,
215
556873
1914
v našem životním prostředí,
09:30
such as chemicals in regular household cleaners.
216
558787
3731
třeba takových, jako jsou
běžné čistící prostředky.
běžné čistící prostředky.
09:34
We could also use the organs on chips
217
562518
3202
Mohli bychom také na čipy umístit orgány,
09:37
for applications in bioterrorism
218
565720
2779
na které se zaměřují bioteroristé
09:40
or radiation exposure.
219
568499
2571
nebo jež jsou vystavovány radiaci.
09:43
We could use them to learn more about
220
571070
3350
Mohli bychom je použít k rozpoznání nemocí
09:46
diseases such as ebola
221
574420
3044
jako je ebola
09:49
or other deadly diseases such as SARS.
222
577464
3892
nebo jiných smrtelných nemocí, jako je SARS.
09:53
Organs on chips could also change
223
581356
1838
Orgány na čipech by mohly v budoucnu
09:55
the way we do clinical trials in the future.
224
583194
3374
změnit způsob provádění klinických testů.
09:58
Right now, the average participant
225
586568
2587
Dneska je typický účastník
10:01
in a clinical trial is that: average.
226
589155
3370
klinických testů: průměrný.
10:04
Tends to be middle aged, tends to be female.
227
592525
3326
Bývá to žena středního věku.
10:07
You won't find many clinical trials
228
595851
2472
Nenašli byste mnoho takových testů,
10:10
in which children are involved,
229
598323
1515
do kterých jsou zapojené děti,
10:11
yet every day, we give children medications,
230
599838
3547
zatím dáváme každý den dětem léky
10:15
and the only safety data we have on that drug
231
603385
3746
a jediná bezpečná data, která o nich známe,
10:19
is one that we obtained from adults.
232
607131
3074
jsou ta, která jsme získali
testováním dospělých.
testováním dospělých.
10:22
Children are not adults.
233
610205
1794
Děti nejsou dospělí.
10:23
They may not respond in the same way adults do.
234
611999
3133
Děti nereagují na léky stejně jako dospělí.
10:27
There are other things like genetic differences
235
615132
2412
Jsou i jiné věci, jako třeba genetické rozdíly
10:29
in populations
236
617544
1433
mezi populacemi,
10:30
that may lead to at-risk populations
237
618977
3106
které mohou vést k jejich ohrožení
10:34
that are at risk of having an adverse drug reaction.
238
622083
3437
vlivem nežádoucích reakcí na léky.
10:37
Now imagine if we could take cells
from all those different populations,
from all those different populations,
239
625520
3389
Představte si, že bychom mohli vzít
buňky různým věkovým skupinám lidí,
buňky různým věkovým skupinám lidí,
10:40
put them on chips,
240
628919
1908
umístit je na čipy
a vytvořit populační skupiny lidí na čipech.
10:42
and create populations on a chip.
241
630827
1964
10:44
This could really change the way
242
632791
1838
To by opravdu mohlo změnit způsob
10:46
we do clinical trials.
243
634629
2069
provádění klinických testů.
10:48
And this is the team and the people
that are doing this.
that are doing this.
244
636698
2832
A tohle je tým a lidé okolo,
kteří se tím zabývají.
kteří se tím zabývají.
10:51
We have engineers, we have cell biologists,
245
639530
3257
Máme inženýry, máme buněčné biology,
10:54
we have clinicians, all working together.
246
642787
3774
máme klinické lékaře,
kteří všichni spolupracují.
kteří všichni spolupracují.
10:58
We're really seeing something quite incredible
247
646561
1926
Ve Wyss Institute pozorujeme něco
11:00
at the Wyss Institute.
248
648487
1605
zcela neuvěřitelného.
11:02
It's really a convergence of disciplines,
249
650092
2171
Pozorujeme, jak dochází ke sbližování oborů,
11:04
where biology is influencing the way we design,
250
652263
3720
kdy biologie ovlivňuje způsob,
jakým navrhujeme,
jakým navrhujeme,
11:07
the way we engineer, the way we build.
251
655983
2662
konstruujeme, stavíme.
11:10
It's pretty exciting.
252
658645
1403
Je to docela vzrušující.
11:12
We're establishing important industry collaborations
253
660048
3564
Navazujeme důležité vazby s průmyslem,
11:15
such as the one we have with a company
254
663612
3373
například spolupracujeme se společností,
11:18
that has expertise in large-scale
digital manufacturing.
digital manufacturing.
255
666985
3599
která má zkušenosti s digitální výrobou ve velkém měřítku.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
Pomohou nám s výrobou
11:24
instead of one of these,
257
672603
1526
ne jednoho,
11:26
millions of these chips,
258
674129
1583
ale miliónů těchto čipů,
11:27
so that we can get them into the hands
259
675712
1669
aby se dostaly do rukou
11:29
of as many researchers as possible.
260
677381
2889
co největšímu počtu výzkumníků.
11:32
And this is key to the potential of that technology.
261
680270
4216
A to je klíč k otevření potenciálu
této technologie.
této technologie.
11:36
Now let me show you our instrument.
262
684486
2537
Dovolte mi, abych vám
předvedla naše zařízení.
předvedla naše zařízení.
11:39
This is an instrument that our engineers
263
687023
1989
Je to prototyp, který naši inženýři
11:41
are actually prototyping right now in the lab,
264
689012
2618
konstruují v laboratoři
11:43
and this instrument is going to give us
265
691630
2309
a tento přístroj nám poskytuje
11:45
the engineering controls that we're going to require
266
693939
2459
ovládací prvky, které budeme potřebovat,
11:48
in order to link 10 or more organ chips together.
267
696398
4168
abychom propojili 10 nebo i více orgánů
na čipech dohromady.
na čipech dohromady.
11:52
It does something else that's very important.
268
700566
2229
Má něco velmi důležitého.
11:54
It creates an easy user interface.
269
702795
2844
Nabízí jednoduché uživatelské rozhraní.
11:57
So a cell biologist like me can come in,
270
705639
2990
Takkže buněční biologové, jako jsem já,
mohou přijít, vzít čip,
mohou přijít, vzít čip,
12:00
take a chip, put it in a cartridge
271
708629
2008
umístit ho do kazety,
12:02
like the prototype you see there,
272
710637
1932
jako tento prototyp, který zde vidíte,
12:04
put the cartridge into the machine
273
712569
2071
kazetu vložím do přístroje
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
jako do CD přehrávače
12:08
and away you go.
275
716128
1132
a můžu jít.
12:09
Plug and play. Easy.
276
717260
2749
Zapojím a funguje. Snadné.
12:12
Now, let's imagine a little bit
277
720009
2514
Pojďme se spolu zasnít o tom,
12:14
what the future might look like
278
722523
1379
co by to znamenalo pro budoucnost,
12:15
if I could take your stem cells
279
723902
2413
kdybych mohla vzít vaše kmenové buňky
12:18
and put them on a chip,
280
726315
1440
a dát je na čip
12:19
or your stem cells and put them on a chip.
281
727755
3219
nebo třeba ty vaše a dát je na čip.
12:22
It would be a personalized chip just for you.
282
730974
3501
Byl by to čip přizpůsobený konkrétně vám.
12:26
Now all of us in here are individuals,
283
734475
3208
Všichni zde jsme různí jedinci
12:29
and those individual differences mean
284
737683
2838
a rozdíly mezi jedinci znamenají,
12:32
that we could react very differently
285
740521
2442
že budeme na léky reagovat
12:34
and sometimes in unpredictable ways to drugs.
286
742963
4247
rozdílně a někdy i neočekávaně.
12:39
I myself, a couple of years back,
had a really bad headache,
had a really bad headache,
287
747210
4568
Já sama jsem před pár lety
měla opravdu hrozné bolesti hlavy,
měla opravdu hrozné bolesti hlavy,
nemohla jsem se jí zbavit a říkala jsem si
„Zkusím něco jiného.“
„Zkusím něco jiného.“
12:43
just couldn't shake it, thought,
"Well, I'll try something different."
"Well, I'll try something different."
288
751778
2413
12:46
I took some Advil. Fifteen minutes later,
289
754191
2135
Vzala jsem si nějaký Advil.
Patnáct minut nato
Patnáct minut nato
12:48
I was on my way to the emergency room
290
756326
1880
už mě vezli na pohotovost
12:50
with a full-blown asthma attack.
291
758206
1893
s plně rozvinutým astmatickým záchvatem.
12:52
Now, obviously it wasn't fatal,
292
760099
1830
Nebylo to samozřejmě smrtelné,
12:53
but unfortunately, some of these
293
761929
3173
ale naneštěstí některá z těchto reakcí
12:57
adverse drug reactions can be fatal.
294
765102
3609
na nežádoucí účinky léku
smrtelná být může.
smrtelná být může.
13:00
So how do we prevent them?
295
768711
1941
Jak jim tedy můžeme předcházet?
13:02
Well, we could imagine one day
296
770652
2580
Představte si, že jednou budeme mít
13:05
having Geraldine on a chip,
297
773232
2343
Geraldinu na čipu,
13:07
having Danielle on a chip,
298
775575
1749
Danielu na čipu,
13:09
having you on a chip.
299
777324
1473
že vy budete na čipu.
13:10
Personalized medicine. Thank you.
300
778797
2388
Představte si individuální medicínu. Děkuji.
13:13
(Applause)
301
781185
4154
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcherGeraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.
Why you should listen
Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.
Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com