TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Νίνα Τάρντον: Θα μπορούσε η μηχανική ιστών να σημαίνει εξατομικευμένη ιατρική;
Filmed:
Readability: 5.3
1,204,216 views
Κάθε ένας από τους οργανισμούς μας είναι εντελώς μοναδικό, το οποίο είναι μια καλή σκέψη έως ότου ερχόμαστε στη θεραπεία μίας ασθένειας -- όταν κάθε σώμα αντιδρά διαφορετικά, συχνά απρόβλεπτα, σε μία τυποποιημένη θεραπεία. Η μηχανικός ιστών, Νίνα Τάντον, μιλά σχετικά για μία πιθανή λύση: Χρησιμοποιώντας πολυδύναμα βλαστοκύτταρα για να κατασκευάσει εξατομικευμένα μοντέλα των οργάνων στα οποία δοκιμάζονται νέα φάρμακα και θεραπείες και τα αποθηκεύει σε μικροεπεξεργαστές υπολογιστών. (Αυτό καλείται εξαιρετικά εξατομικευμένη ιατρική.)
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
Θα ήθελα να σας παρουσιάσω ένα βίντεο με μερικά από τα μοντέλα
00:18
I work with.
1
2888
1589
στα οποία εργάζομαι.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Όλα έχουν το τέλειο μέγεθος και δεν έχουν ουγγιά λίπους.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
Ανέφερα ότι είναι πανέμορφα;
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
Και ότι είναι επιστημονικά μοντέλα; (Γέλια)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Όπως θα έχετε καταλάβει, είμαι μηχανικός ιστού
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
και αυτό είναι ένα βίντεο όπου προβάλλεται ένα μέρος παλλόμενης καρδιάς
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
την όποια έχω σχεδιάσει στο εργαστήριο.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
Και μία μέρα ελπίζουμε αυτοί οι ιστοί
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
να μπορούν να χρησιμεύσουν ως ανταλλακτικά μέρη για το ανθρώπινο σώμα.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Αλλά αυτό που πρόκειται να σας πως σήμερα
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
είναι πως με αυτούς τους ιστούς κατασκευάζουμε τρομερά μοντέλα.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Λοιπόν, ας σκεφτούμε την διαδικασία ελέγχου των φαρμάκων για μία στιγμή.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Πηγαίνουμε από την σύνθεση των φαρμάκων, στις εργαστηριακές δοκιμές, στις δοκιμές σε ζώα
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
και μετά στις κλινικές δοκιμές όπου μπορούμε να τις ονομάσουμε ανθρώπινες δοκιμές
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
πριν βγουν τα φάρμακα στην αγορά.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Αυτό κοστίζει πολλά χρήματα, πολύ χρόνο
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
και μερικές φορές ακόμα και όταν ένα φάρμακο προκαλεί ζημιά στην αγορά,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
ενεργεί με απρόβλεπτο τρόπο και βλάπτει πραγματικά τους ανθρώπους.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
και αργότερα αποτυγχάνει, η χειρότερη των συνεπειών.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Όλα συνοψίζονται σε δύο ζητήματα. Ένα, οι άνθρωποι δεν είναι αρουραίοι
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
και δύο, παρά τις απίστευτες ομοιότητες ο ένας με τον άλλον
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
στην πραγματικότητα αυτές οι μικροσκοπικές διαφορές μεταξύ μας
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
υπάρχουν τεράστιες επιπτώσεις στον τρόπο μεταβολής των φαρμάκων
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
και πως αυτά τα φάρμακα μας επηρεάζουν.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
Έτσι αν είχαμε καλύτερα μοντέλα στο εργαστήριο
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
τα οποία θα μπορούσαν όχι μόνο να μιμηθούν εμάς καλύτερα από τους αρουραίους
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
αλλά επιπλέον θα αντανακλούν την ποικιλομορφία μας;
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Ας δούμε πως μπορούμε να το κάνουμε χρησιμοποιώντας την μηχανική ιστών.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
Μία από τις βασικές τεχνολογίες η οποία είναι πραγματικά σημαντική
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
είναι αυτή που αποκαλούμε '' επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs)".
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Αναπτύχθηκαν στην Ιαπωνία πρόσφατα.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
Εντάξει, επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Είναι πολύ παρόμοια με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα.
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
εκτός από το να μην είναι αντικείμενο διαμάχης.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
Εμείς επαγάγουμε κύτταρα, εντάξει, ας πούμε, κύτταρα του δέρματος,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
προσθέτοντας μερικά γονίδια σε αυτά, τα καλλιεργούμε,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
και έπειτα τα συλλέγουμε.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Έτσι, υπάρχουν κύτταρα του δέρματος τα οποία μπορούν να ξεγελαστούν
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
κάτι σας την κυτταρική αμνησία, σε ένα εμβρυϊκό στάδιο
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Λοιπόν χωρίς την αντιπαράθεση, ότι είναι το πρώτο τέλειο πράγμα.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
Το δεύτερο τέλειο πράγμα είναι ότι μπορείτε να αναπτύξετε κάθε είδους ιστό
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
από αυτά: εγκεφάλου, καρδιάς, ήπατος, έχετε την εικόνα
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
αλλά από τα κύτταρα σας.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
Έτσι μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα μοντέλο της καρδίας σας, του εγκεφάλου σας
02:23
on a chip.
45
127170
2632
σε ένα μικροεπεξεργαστή.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
Η δημιουργία ιστών προβλέψιμης πυκνότητας και συμπεριφοράς
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
είναι το δεύτερο κομμάτι και θα είναι πραγματικά το κλειδί για
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
να πάρουμε αυτά τα μοντέλα που πρέπει να υιοθετηθούν για την ανακάλυψη φαρμάκων.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
Και αυτό είναι μία σχηματική αναπαράσταση ενός βιοαντιδραστήρα που έχουμε αναπτύξει στο εργαστήριο μας
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
για να βοηθήσει τους μηχανικούς ιστού σε ένα πιο μορφωματικό, τρόπο ανάπτυξης.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
Κοιτάζοντας στο μέλλον, φανταστείτε μία μαζική παράλληλη έκδοση αυτού
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
με χιλιάδες κομμάτια ανθρώπινου ιστού.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
Θα ήταν σαν να έχεις μία κλινική δοκιμή σε ένα μικροεπεξεργαστή.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Αλλά άλλο πράγμα σχετικά με αυτά τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
είναι ότι εάν πάρουμε μερικά κύτταρα του δέρματος, ας πούμε
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
από ανθρώπους με γενετική ασθένεια
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
και κατασκευάσουμε ιστούς χρησιμοποιώντας αυτά,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
μπορούμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε τις τεχνικές κατασκευής ιστών
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
για να παράγουμε πρότυπα εκείνων των ασθενειών στο εργαστήριο.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Εδώ ένα παράδειγμα από τον εργαστήριο του Κέβιν Έγγαν στο Harvard.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Παρήγαγε νευρώνες
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
από αυτά τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
από ασθενείς που πάσχουν από την ασθένεια Lou Gehrig [Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (ALS)]
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
και τους διαφοροποίησε σε νευρώνες και αυτό το οποίο είναι εκπληκτικό
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
είναι ότι αυτοί οι νευρώνες δείχνουν επίσης τα συμπτώματα αυτής της ασθένειας.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Έτσι με μοντέλα της ασθένειας όπως αυτά μπορούμε να αντεπιτεθούμε
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
πιο γρήγορα από πριν και να κατανοήσουμε την ασθένεια καλύτερα
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
από πριν και ίσως να ίσως ανακαλύψουμε φάρμακα ακόμα πιο γρήγορα.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
Αυτό είναι ένα άλλο παράδειγμα από ασθενή-ειδικά βλαστοκύτταρα
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
όπου κατασκευάστηκαν από κάποιον με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
Αυτό είναι ένας εκφυλισμός του αμφιβληστροειδή.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
Είναι μία ασθένεια που υπάρχει στην οικογένειά μου και ελπίζουμε πραγματικά
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
πως κύτταρα όπως αυτά θα μας βοηθήσουν να βρούμε τη θεραπεία.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Έτσι μερικοί άνθρωποι νομίζουν πως αυτά τα μοντέλα είναι ωραία και καλά
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
αλλά ρωτούν, ''Λοιπόν, αυτά τα μοντέλα είναι πραγματικά τόσο καλά όσο τα μοντέλα με τους αρουραίους;''
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
Ο αρουραίος είναι ένας ολόκληρος οργανισμός εν τέλει,
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
με δίκτυο αλληλεπίδρασης οργάνων.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Ένα φάρμακο για την καρδιά μπορεί να μεταβολιστεί στο ήπαρ
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
και μερικά από τα υποπροϊόντα του μπορούν να αποθηκευτούν στο λίπος.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
Δεν θα τα χάσετε όλα αυτά με τα μοντέλα μηχανικής ιστών;
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
Λοιπόν, αυτό είναι μία άλλη τάση σε αυτή την έρευνα.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
Συνδυάζοντας τις τεχνικές μηχανικής ιστών με μικρορευστομηχανικη
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
η έρευνα εξελίσσεται πραγματικά ακριβώς προς αυτό,
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
ενός μοντέλου του ολόκληρου οικοσυστήματος του σώματος
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
πλήρης με τα πολλαπλά οργανικά συστήματα ικανό να δοκιμάσει
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
πως ένα φάρμακο που μπορούσατε να λάβετε για την αρτηριακή σας πίεση
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
μπορεί να επηρεάσει το ήπαρ ή ένα αντικαταθλιπτικό φάρμακο θα μπορούσε να επηρεάσει την καρδιά σας.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Αυτά τα συστήματα είναι πραγματικά δύσκολο να κατασκευαστούν, αλλά μόλις ξεκινήσαμε ώστε να είμαστε σε θέση για να φτάσουμε εκεί
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
και γι' αυτό, προσέξτε.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Αλλά αυτό δεν είναι καν όλα αυτά επειδή μόλις εγκριθεί ένα φάρμακο
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
οι τεχνικές μηχανικής ιστών μπορούν πραγματικά να μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε πιο εξατομικευμένες θεραπείες.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
Αυτό είναι ένα παράδειγμα το οποίο μπορεί να ενδιαφερθείτε κάποια μέρα
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
και ελπίζω να μην το κάνετε ποτέ
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
επειδή φανταστείτε εάν έχετε ποτέ αυτή την κλήση
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
που σας δίνει την κακιά είδηση ότι μπορεί να έχετε καρκίνο.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
Δεν θα προτιμούσατε να δοκιμάσετε να δείτε εάν αυτά τα φάρμακα κατά του καρκίνου
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
που πρόκειται να λάβετε λειτουργούν για τον καρκίνο σας ;
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
Αυτό είναι ένα παράδειγμα από το εργαστήριο του Κάρεν Μπαργκ όπου αυτοί
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
χρησιμοποιούν τεχνολογία inkjet για να εκτυπώσουν καρκινικά κύτταρα μαστού
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
και να μελετήσουν τις προόδους και την θεραπεία τους.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
Και μερικοί από τους συναδέλφους μας στο πανεπιστήμιο Tufts συνδύασαν μοντέλα
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
όπως αυτά με μηχανική ιστών οστού για να παρατηρήσουν πως ο καρκίνος
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
μπορεί να εξαπλωθεί από το ένα μέρος του σώματος στο άλλο
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
και μπορείτε να φανταστείτε αυτά τα είδη των πολλαπλών ιστών μικροεπεξεργαστών
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
να είναι η επόμενη γενιά αυτού του είδους των μελετών.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
Και έτσι σκεφτόμαστε τα μοντέλα που έχουμε μόλις συζητήσει
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
μπορείτε να δείτε, πηγαίνοντας μπροστά, αυτή η μηχανική ιστού
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
είναι πραγματικά έτοιμη να βοηθήσει επιφέροντας την επανάσταση στην ανίχνευση φαρμάκων
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
σε κάθε βήμα της διαδρομής:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
μοντέλα ασθενειών κατασκευάζονται για καλύτερα σκευάσματα φαρμάκων
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
μαζικά παράλληλα ανθρώπινα μοντέλα ιστών βοηθούν ώστε να επέλθει η επανάσταση στις εργαστηριακές δοκιμές
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
μειώνουν τους ελέγχους στα ζώα και στους ανθρώπους στις κλινικές δοκιμές
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
και εξατομικεύουν θεραπείες που διαταράσσουν
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
αυτό που εμείς ακόμα θεωρούμε πως θα είναι μία αγορά ολωσδιόλου.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
Ουσιαστικά, έχουμε επιταχύνει εντυπωσιακά την ανατροφοδότηση
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
μεταξύ της ανάπτυξης ενός μορίου και της εκμάθησης σχετικά με το
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
πως ενεργεί στο ανθρώπινο σώμα.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Η διαδικασία για να το κάνουμε αυτό είναι η μετατροπή ουσιαστικά
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
της βιοτεχνολογίας και της φαρμακολογίας σε μία τεχνολογία πληροφορίας
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
βοηθώντας μας να ανακαλύψουμε και να αξιολογήσουμε τα φάρμακα πιο γρήγορα
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
πιο φτηνά και πιο αποτελεσματικά.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
Αυτό δίνει νέο νόημα στα μοντέλα εναντίον των δοκιμών σε ζώα, έτσι δεν είναι;
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Σας ευχαριστώ (Χειροκρότημα)
ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcherNina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.
Why you should listen
Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Nina Tandon | Speaker | TED.com