ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine 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.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com
TEDxBoston

Geraldine Hamilton: Body parts on a chip

ג'רלדין המילטון: חלקי גוף על שבב

Filmed:
1,644,547 views

קל יחסית לדמיין תרופה חדשה, טיפול טוב יותר עבור מחלה מסוימת. אבל החלק הקשה הוא לבחון אותו, מה שעשוי לעכב טיפולים חדשניים ומבטיחים שנים ארוכות. בהרצאה הזו, ג'רלדין המילטון מסבירה בבירור ופשטות כיצד המעבדה שלה יוצרת איברים וחלקי גוף על שבב, מבנים פשוטים עם כל מה שנחוץ כדי לבחון תרופות חדשות- אפילו טיפולים בהזמנה אישית לאדם אחד ספציפי. (צולם ב TEDxBoston).
- Bio researcher
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 globalגלוֹבָּלִי healthבְּרִיאוּת challengeאתגר
0
368
2137
יש לפנינו אתגר בריאות גלובלי
00:14
in our handsידיים todayהיום,
1
2505
1692
איתו עלינו להתמודד כיום,
00:16
and that is that the way we currentlyכַּיוֹם
2
4197
3060
והוא שהאופן שבו אנחנו
00:19
discoverלְגַלוֹת and developלְפַתֵחַ newחָדָשׁ drugsסמים
3
7257
2925
מגלים ומפתחים תרופות חדשות
00:22
is too costlyיקר, takes farרָחוֹק too long,
4
10182
4178
גוזל יותר מדי משאבים, לוקח הרבה יותר מדי זמן
00:26
and it failsנכשל more oftenלעתים קרובות than it succeedsמצליח.
5
14360
3714
ונכשל יותר משהוא מצליח.
00:30
It really just isn't workingעובד, and that meansאומר
6
18074
3377
זה פשוט לא עובד, וזה אומר
00:33
that patientsחולים that badlyרע need newחָדָשׁ therapiesטיפולים
7
21451
3047
שחולים שזקוקים נואשות לטיפולים
00:36
are not gettingמקבל them,
8
24498
1711
אינם מקבלים אותם,
00:38
and diseasesמחלות are going untreatedללא טיפול.
9
26209
3498
ומחלות אינן מטופלות.
00:41
We seemנראה to be spendingההוצאה more and more moneyכֶּסֶף.
10
29707
3083
נדמה שאנחנו מבזבזים עוד ועוד כסף.
00:44
So for everyכֹּל billionמיליארד dollarsדולר we spendלְבַלוֹת in R&D,
11
32790
4096
על כל מיליארד דולר שאנחנו משקיעים במחקר ופיתוח,
00:48
we're gettingמקבל lessפָּחוּת drugsסמים approvedאושר into the marketשׁוּק.
12
36886
3829
אנחנו מקבלים פחות תרופות מאושרות בשוק.
00:52
More moneyכֶּסֶף, lessפָּחוּת drugsסמים. Hmmהממ.
13
40715
3217
יותר כסף, פחות תרופות. מממ...
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
אז מה קורה כאן?
00:57
Well, there's a multitudeהָמוֹן of factorsגורמים at playלְשַׂחֵק,
15
45852
2595
ובכן, יש המון גורמים שמשחקים תפקיד,
01:00
but I think one of the keyמַפְתֵחַ factorsגורמים
16
48447
2021
אבל אני חושבת שהגורם העיקרי
01:02
is that the toolsכלים that we currentlyכַּיוֹם have
17
50468
2397
הוא שהכלים שיש ברשותנו כרגע
01:04
availableזמין to testמִבְחָן whetherהאם a drugתְרוּפָה is going to work,
18
52865
4083
שאפשר בעזרתם לבדוק האם תרופה תעבוד,
01:08
whetherהאם it has efficacyיעילות,
19
56948
1389
האם היא יעילה,
01:10
or whetherהאם it's going to be safeבטוח
20
58337
1766
או האם היא תהיה בטוחה
01:12
before we get it into humanבן אנוש clinicalקליני trialsניסויים,
21
60103
3552
לפני שמגיעים לשלב הניסוי הקליני בבני אדם,
01:15
are failingכושל us. They're not predictingניבוי
22
63655
2151
אינם מצליחים. הם לא מנבאים
01:17
what's going to happenלִקְרוֹת in humansבני אנוש.
23
65806
3228
מה הולך לקרות בבני אדם.
01:21
And we have two mainרָאשִׁי toolsכלים availableזמין
24
69034
2723
ויש לנו שני כלים עיקריים
01:23
at our disposalרְשׁוּת.
25
71757
2014
שעומדים לרשותנו.
01:25
They are cellsתאים in dishesכלי אוכל and animalבעל חיים testingבדיקה.
26
73771
4041
אלו הם תאים בצלחות פטרי וניסויים בבעלי חיים.
01:29
Now let's talk about the first one, cellsתאים in dishesכלי אוכל.
27
77812
3320
אז בואו נדבר על הראשון, תאים בצלחות פטרי.
01:33
So, cellsתאים are happilyבשמחה functioningתִפקוּד in our bodiesגופים.
28
81132
3153
תאים מתפקדים בשמחה בגוף שלנו.
01:36
We take them and ripז"ל them out
29
84285
2055
אנחנו לוקחים אותם וקורעים אותם החוצה
01:38
of theirשֶׁלָהֶם nativeיָלִיד environmentסביבה,
throwלזרוק them in one of these dishesכלי אוכל,
30
86340
2949
מהסביבה הטבעית שלהם, זורקים אותם לתוך צלחת,
01:41
and expectלְצַפּוֹת them to work.
31
89289
1585
ומצפים מהם לעבוד.
01:42
Guessלְנַחֵשׁ what. They don't.
32
90874
2193
נחשו מה. הם לא.
01:45
They don't like that environmentסביבה
33
93067
1662
הם לא אוהבים את הסביבה הזאת
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
בגלל שהיא לא דומה בכלל
01:48
what they have in the bodyגוּף.
35
96361
2676
למה שיש להם בגוף.
01:51
What about animalבעל חיים testingבדיקה?
36
99037
2071
מה עם ניסויים בבעלי חיים?
01:53
Well, animalsבעלי חיים do and can provideלְסַפֵּק
37
101108
2885
ובכן, חיות יכולות ואכן מספקות
01:55
extremelyמְאוֹד usefulמוֹעִיל informationמֵידָע.
38
103993
2262
מידע שימושי להפליא.
01:58
They teachלְלַמֵד us about what happensקורה
39
106255
1709
הם מלמדים אותנו מה קורה
01:59
in the complexמורכב organismאורגניזם.
40
107964
2329
באורגניזם המורכב.
02:02
We learnלִלמוֹד more about the biologyביולוגיה itselfעצמה.
41
110293
3008
אנחנו לומדים עוד על הביולוגיה עצמה.
02:05
Howeverלמרות זאת, more oftenלעתים קרובות than not,
42
113301
2898
אולם, לעתים קרובות מדי,
02:08
animalבעל חיים modelsמודלים failלְהִכָּשֵׁל to predictלַחֲזוֹת
what will happenלִקְרוֹת in humansבני אנוש
43
116199
4216
מודלים של בעלי חיים נכשלים בניבוי התוצאות בבני אדם
02:12
when they're treatedטופל with a particularמיוחד drugתְרוּפָה.
44
120415
3186
כשהם מטופלים בתרופה מסוימת.
02:15
So we need better toolsכלים.
45
123601
2379
אז אנחנו זקוקים לכלים טובים יותר.
02:17
We need humanבן אנוש cellsתאים,
46
125980
1753
אנחנו צריכים תאים אנושיים,
02:19
but we need to find a way to keep them happyשַׂמֵחַ
47
127733
2750
אבל עלינו למצוא דרך לוודא שיישארו מאושרים
02:22
outsideבחוץ the bodyגוּף.
48
130483
1591
מחוץ לגוף.
02:24
Our bodiesגופים are dynamicדִינָמִי environmentsסביבות.
49
132074
2906
הגוף שלנו הוא סביבה דינמית.
02:26
We're in constantקָבוּעַ motionתְנוּעָה.
50
134980
1840
אנחנו נמצאים בתנועה מתמדת.
02:28
Our cellsתאים experienceניסיון that.
51
136820
2191
התאים שלנו חווים את זה.
02:31
They're in dynamicדִינָמִי environmentsסביבות in our bodyגוּף.
52
139011
2809
הם נמצאים בתוך סביבה דינמית בתוך הגוף שלנו.
02:33
They're underתַחַת constantקָבוּעַ mechanicalמֵכָנִי forcesכוחות.
53
141820
2755
הם נתונים לכוחות מכניים בלתי פוסקים.
02:36
So if we want to make cellsתאים happyשַׂמֵחַ
54
144575
2456
אז אם אנחנו רוצים לגרום לתאים לשמוח
02:39
outsideבחוץ our bodiesגופים,
55
147031
1429
מחוץ לגוף שלנו,
02:40
we need to becomeהפכו cellתָא architectsאדריכלים.
56
148460
2526
עלינו להפוך לאדריכלי תאים.
02:42
We need to designלְעַצֵב, buildלִבנוֹת and engineerמהנדס
57
150986
4344
עלינו לעצב, לבנות ולהנדס
02:47
a home away from home for the cellsתאים.
58
155330
3231
בית מחוץ לבית עבור התאים.
02:50
And at the WyssWyss Instituteמכון,
59
158561
1674
במכון ViS,
02:52
we'veיש לנו doneבוצע just that.
60
160235
1938
עשינו בדיוק את זה.
02:54
We call it an organ-on-a-chipאיבר על שבב.
61
162173
3024
אנחנו קוראים לזה איבר-על-שבב.
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
ויש לי אחד ממש כאן.
02:58
It's beautifulיפה, isn't it?
But it's prettyיפה incredibleמדהים.
63
166988
2815
יפיפה, לא? אבל זה די מדהים.
03:01
Right here in my handיד is a breathingנְשִׁימָה, livingחַי
64
169803
4500
ממש כאן ביד שלי, נושמת וחיה,
03:06
humanבן אנוש lungריאה on a chipשְׁבָב.
65
174303
2658
יש ריאה אנושית על שבב.
03:08
And it's not just beautifulיפה.
66
176961
2128
והוא לא רק יפיפה.
03:11
It can do a tremendousעָצוּם amountכמות of things.
67
179089
2440
הוא יכול לעשות כמות עצומה של פעולות.
03:13
We have livingחַי cellsתאים in that little chipשְׁבָב,
68
181529
3779
יש לנו תאים חיים בשבב הקטן הזה,
03:17
cellsתאים that are in a dynamicדִינָמִי environmentסביבה
69
185308
2550
תאים שנמצאים בסביבה דינמית
03:19
interactingאינטראקציה with differentשונה cellתָא typesסוגים.
70
187858
3081
מתקשרים עם סוגי תאים שונים.
03:22
There's been manyרב people
71
190939
1639
היו אנשים רבים
03:24
tryingמנסה to growלגדול cellsתאים in the labמַעבָּדָה.
72
192578
1861
שניסו לגדל תאים במעבדה.
03:26
They'veהם עשו זאת triedניסה manyרב differentשונה approachesגישות.
73
194439
3156
הם ניסו גישות שונות רבות.
03:29
They'veהם עשו זאת even triedניסה to growלגדול
little mini-organsמיני איברים in the labמַעבָּדָה.
74
197595
2627
הם אפילו ניסו לגדל מיני-איברים קטנים במעבדה.
03:32
We're not tryingמנסה to do that here.
75
200222
1549
זה לא מה שאנחנו מנסים לעשות כאן.
03:33
We're simplyבפשטות tryingמנסה to recreateלשחזר
76
201771
2126
אנחנו בסה"כ מנסים לשחזר
03:35
in this tinyזָעִיר chipשְׁבָב
77
203897
1577
בשבב הקטנטן הזה
03:37
the smallestהקטן ביותר functionalפוּנקצִיוֹנָלִי unitיחידה
78
205474
3017
את היחידה המתפקדת הקטנה ביותר
03:40
that representsמייצג the biochemistryבִּיוֹכִימִיָה,
79
208491
2554
שמייצגת את הביוכימיה,
03:43
the functionפוּנקצִיָה and the mechanicalמֵכָנִי strainמתח
80
211045
3124
את התפקיד והמתח המכני
03:46
that the cellsתאים experienceניסיון in our bodiesגופים.
81
214169
3516
שהתאים חווים בתוך הגוף שלנו.
03:49
So how does it work? Let me showלְהַצִיג you.
82
217685
3032
אז איך זה עובד? אראה לכם.
03:52
We use techniquesטכניקות from the computerמַחשֵׁב chipשְׁבָב
83
220717
2634
אנחנו משתמשים בטכניקות מתעשיית
03:55
manufacturingייצור industryתַעֲשִׂיָה
84
223351
1633
יצור שבבי המחשב
03:56
to make these structuresמבנים at a scaleסוּלָם
85
224984
2197
כדי ליצור את המבנים האלו בקנה מידה
03:59
relevantרלוונטי to bothשניהם the cellsתאים and theirשֶׁלָהֶם environmentסביבה.
86
227181
2896
שרלוונטי גם לתא וגם לסביבתו.
04:02
We have threeשְׁלוֹשָׁה fluidicפלואידית channelsערוצים.
87
230077
2064
יש לנו שלוש תעלות נוזליות.
04:04
In the centerמֶרְכָּז, we have a porousנַקבּוּבִי, flexibleגָמִישׁ membraneקְרוּם
88
232141
3712
במרכז, יש לנו קרום נקבובי וגמיש
04:07
on whichאיזה we can addלְהוֹסִיף humanבן אנוש cellsתאים
89
235853
2063
עליו אנחנו יכולים להוסיף תאים אנושים
04:09
from, say, our lungsריאות,
90
237916
1344
מהריאות שלנו, למשל
04:11
and then underneathמתחת, they had capillaryנִימִי cellsתאים,
91
239260
2487
ואז מתחת לזה, יש תאי נימים,
04:13
the cellsתאים in our bloodדָם vesselsכלי.
92
241747
1788
התאים המצויים בתוך כלי הדם שלנו.
04:15
And we can then applyלהגיש מועמדות mechanicalמֵכָנִי forcesכוחות to the chipשְׁבָב
93
243535
4320
ואנחנו יכולים להפעיל כוחות מכניים על השבב
04:19
that stretchלִמְתוֹחַ and contractחוֹזֶה the membraneקְרוּם,
94
247855
2829
שמותחים ומכווצים את הקרום,
04:22
so the cellsתאים experienceניסיון the sameאותו mechanicalמֵכָנִי forcesכוחות
95
250684
3097
כך שהתאים חווים את אותם כוחות מכניים
04:25
that they did when we breatheלִנְשׁוֹם.
96
253781
2933
שהם חוו כשאנחנו נושמים.
04:28
And they experienceניסיון them how they did in the bodyגוּף.
97
256714
3160
והם חווים אותם באותו האופן שחוו בתוך הגוף.
04:31
There's airאוויר flowingזורם throughדרך the topחלק עליון channelעָרוּץ,
98
259874
2400
יש אוויר שזורם דרך התעלה העליונה,
04:34
and then we flowזְרִימָה a liquidנוזל that containsמכיל nutrientsחומרים מזינים
99
262274
3349
ואז אנחנו מזרימים נוזל שמכיל חומרי מזון
04:37
throughדרך the bloodדָם channelעָרוּץ.
100
265623
2839
דרך תעלת הדם.
04:40
Now the chipשְׁבָב is really beautifulיפה,
101
268462
2372
עכשיו, השבב הוא יפה מאד,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
אבל מה אנחנו יכולים לעשות איתו?
04:44
We can get incredibleמדהים functionalityפונקציונליות
103
272931
2324
אנחנו יכולים להשיג פונקציונליות מדהימה
04:47
insideבְּתוֹך these little chipsצ'יפס.
104
275255
1751
בתוך השבבים הקטנים האלו.
04:49
Let me showלְהַצִיג you.
105
277006
1506
תנו לי להראות לכם.
04:50
We could, for exampleדוגמא, mimicלְחַקוֹת infectionהַדבָּקָה,
106
278512
2631
אפשר, למשל, לדמות זיהום,
04:53
where we addלְהוֹסִיף bacterialחיידקי cellsתאים into the lungריאה.
107
281143
3536
כשאנחנו מוסיפים תאי בקטריה לתוך הריאה.
04:56
then we can addלְהוֹסִיף humanבן אנוש whiteלבן bloodדָם cellsתאים.
108
284679
2932
ואז אפשר להוסיף תאי דם לבנים אנושיים.
04:59
Whiteלבן bloodדָם cellsתאים are our body'sשל הגוף defenseהֲגָנָה
109
287611
2591
תאי דם לבנים הם קו ההגנה של הגוף שלנו
05:02
againstמול bacterialחיידקי invadersפולשים,
110
290202
1368
מול פולשים חיידקיים,
05:03
and when they senseלָחוּשׁ this
inflammationדַלֶקֶת dueעקב to infectionהַדבָּקָה,
111
291570
3169
וכשהם חשים בדלקת הנגרמת מהזיהום,
05:06
they will enterלהיכנס from the bloodדָם into the lungריאה
112
294739
2857
הם יחדרו מתוך הדם אל הריאה
05:09
and engulfלִבלוֹעַ the bacteriaבַּקטֶרִיָה.
113
297596
1915
ויבלעו את החיידקים.
05:11
Well now you're going to see this happeningמתרחש
114
299511
2248
ובכן עכשיו אתם עומדים לראות את זה קורה
05:13
liveלחיות in an actualמַמָשִׁי humanבן אנוש lungריאה on a chipשְׁבָב.
115
301759
3310
בשידור חי בריאה אנושית אמיתית על שבב.
05:17
We'veללא שם: יש לנו labeledשכותרתו the whiteלבן bloodדָם cellsתאים
so you can see them flowingזורם throughדרך,
116
305069
3543
סימנו את תאי הדם הלבנים כדי שתוכלו לראות אותם זורמים דרכה,
05:20
and when they detectלזהות that infectionהַדבָּקָה,
117
308612
2161
וכשהם מזהים את הזיהום הזה,
05:22
they beginהתחל to stickמקל.
118
310773
1397
הם מתחילים להידבק.
05:24
They stickמקל, and then they try to go into the lungריאה
119
312170
3887
הם נדבקים, ואז הם מנסים להיכנס אל תוך
05:28
sideצַד from bloodדָם channelעָרוּץ.
120
316057
1781
צד הריאה מערוץ הדם.
05:29
And you can see here, we can actuallyלמעשה visualizeלַחֲזוֹת
121
317838
3689
ואפשר לראות פה, אפשר ממש להבחין
05:33
a singleיחיד whiteלבן bloodדָם cellתָא.
122
321527
3759
בתא דם לבן בודד.
05:37
It sticksמקלות, it wigglesמתנדנד its way throughדרך
123
325286
2256
הוא נדבק, הוא משתחל
05:39
betweenבֵּין the cellתָא layersשכבות, throughדרך the poreנַקבּוּבִית,
124
327542
2315
בין שכבות התאים, דרך הנקבובית,
05:41
comesבא out on the other sideצַד of the membraneקְרוּם,
125
329857
2421
יוצא בצידו השני של הקרום,
05:44
and right there, it's going to engulfלִבלוֹעַ the bacteriaבַּקטֶרִיָה
126
332278
3435
וכאן בדיוק, הוא הולך לבלוע את החיידק
05:47
labeledשכותרתו in greenירוק.
127
335713
1649
שמסומן בירוק.
05:49
In that tinyזָעִיר chipשְׁבָב, you just witnessedעדים
128
337362
3004
בתוך השבב הקטנטן הזה, אתם ראיתם הרגע
05:52
one of the mostרוב fundamentalבסיסי responsesהתגובות
129
340366
3181
את אחת מהתגובות הבסיסיות ביותר
05:55
our bodyגוּף has to an infectionהַדבָּקָה.
130
343547
1957
של הגוף שלנו לזיהום.
05:57
It's the way we respondלְהָגִיב to -- an immuneחֲסִין responseתְגוּבָה.
131
345504
3770
זו הדרך שאנחנו מגיבים ל -- זו היא תגובה חיסונית.
06:01
It's prettyיפה excitingמְרַגֵשׁ.
132
349274
2401
זה די מרגש.
06:03
Now I want to shareלַחֲלוֹק this pictureתְמוּנָה with you,
133
351675
2343
עכשיו אני רוצה לחלוק אתכם את התמונה הזו,
06:06
not just because it's so beautifulיפה,
134
354018
2638
לא רק בגלל שהיא יפה,
06:08
but because it tellsאומר us an enormousעֲנָקִי
amountכמות of informationמֵידָע
135
356656
3336
אלא כי היא נותנת לנו כמות עצומה של מידע
06:11
about what the cellsתאים are doing withinבְּתוֹך the chipsצ'יפס.
136
359992
2597
על מה התאים עושים בתוך השבבים.
06:14
It tellsאומר us that these cellsתאים
137
362589
2259
היא מספרת לנו שהתאים האלו
06:16
from the smallקָטָן airwaysכיווני אוויר in our lungsריאות,
138
364848
2311
ממעברי האוויר הקטנים בריאות שלנו,
06:19
actuallyלמעשה have these hairlikeכמו שיער structuresמבנים
139
367159
1751
בעצם בנויים בצורה דמוית-שיער
06:20
that you would expectלְצַפּוֹת to see in the lungריאה.
140
368910
2008
שהייתם מצפים לראות בתוך הריאה.
06:22
These structuresמבנים are calledשקוראים לו ciliacilia,
141
370918
1465
המבנים האלו קרויים סיליה,
06:24
and they actuallyלמעשה moveמהלך \ לזוז \ לעבור the mucusרִיר out of the lungריאה.
142
372383
2910
ולמעשה הם מוציאים את הליחה אל מחוץ לריאה.
06:27
Yeah. Mucusרִיר. Yuckאיכס.
143
375293
1539
כן, ליחה. יאק.
06:28
But mucusרִיר is actuallyלמעשה very importantחָשׁוּב.
144
376832
2440
אבל ליחה היא בעצם מאד חשובה.
06:31
Mucusרִיר trapsמלכודות particulatesחלקיקים, virusesוירוסים,
145
379272
2581
ליחה לוכדת חלקיקים, וירוסים,
06:33
potentialפוטנציאל allergensאלרגנים,
146
381853
1459
אלרגנים פוטנציאליים,
06:35
and these little ciliacilia moveמהלך \ לזוז \ לעבור
147
383312
1601
והסיליה הקטנים האלו זזים
06:36
and clearברור the mucusרִיר out.
148
384913
2250
ומפנים את הליחה החוצה.
06:39
When they get damagedפגום, say,
149
387163
1912
כשהם ניזוקים, למשל,
06:41
by cigaretteסִיגַרִיָה smokeעָשָׁן for exampleדוגמא,
150
389075
2419
על ידי עשן סיגריות,
06:43
they don't work properlyכמו שצריך,
and they can't clearברור that mucusרִיר out.
151
391494
2808
הם לא עובדים כראוי, והם לא יכולים לפנות את הליחה.
06:46
And that can leadעוֹפֶרֶת to diseasesמחלות suchכגון as bronchitisבְּרוֹנכִיטִיס.
152
394302
3817
מה שיכול להוביל למחלות כגון בְּרוֹנְכִיטִיס.
06:50
Ciliaסיליה and the clearanceמִרוָח of mucusרִיר
153
398119
2647
סיליה והפינוי של הליחה
06:52
are alsoגַם involvedמְעוּרָב in awfulנורא diseasesמחלות like cysticסיסטיק fibrosisלַיֶפֶת.
154
400766
4461
גם מעורבים במחלות איומות כמו סיסטיק פיברוזיס.
06:57
But now, with the functionalityפונקציונליות
that we get in these chipsצ'יפס,
155
405227
3550
אבל עכשיו, עם הפונקציונליות שמאפשרים לנו השבבים,
07:00
we can beginהתחל to look
156
408777
1824
אנחנו יכולים להתחיל לחפש
07:02
for potentialפוטנציאל newחָדָשׁ treatmentsטיפולים.
157
410601
2513
טיפולים פוטנציאליים חדשים.
07:05
We didn't stop with the lungריאה on a chipשְׁבָב.
158
413114
1952
לא עצרנו כשהגענו לריאה על שבב.
07:07
We have a gutמְעִי on a chipשְׁבָב.
159
415066
1884
יש לנו מעי על שבב.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
אתם יכולים לראות אחד כאן.
07:10
And we'veיש לנו put intestinalפְּנִימִי humanבן אנוש cellsתאים
161
418980
3226
ושמנו תאי מעי אנושיים
07:14
in a gutמְעִי on a chipשְׁבָב,
162
422206
1905
בתוך מעי על שבב,
07:16
and they're underתַחַת constantקָבוּעַ peristalticפריסטלטי motionתְנוּעָה,
163
424111
2837
והם מצויים בתנועה קבועה המדמה תנועת מעיים,
07:18
this tricklingדְלִיפָה flowזְרִימָה throughדרך the cellsתאים,
164
426948
3191
מן זרזיף שזורם דרך התאים,
07:22
and we can mimicלְחַקוֹת manyרב of the functionsפונקציות
165
430139
2558
ואנחנו יכולים לדמות כל אחת מהפעולות
07:24
that you actuallyלמעשה would expectלְצַפּוֹת to see
166
432697
2263
שהייתם מצפים לראות
07:26
in the humanבן אנוש intestineמְעִי.
167
434960
1693
במעיים האנושיים.
07:28
Now we can beginהתחל to createלִיצוֹר modelsמודלים of diseasesמחלות
168
436653
3791
עכשיו אנחנו יכולים להתחיל ליצור מודלים של מחלות
07:32
suchכגון as irritableעַצבָּנִי bowelמְעִי syndromeתִסמוֹנֶת.
169
440444
2410
כמו תסמונת מעי רגיז.
07:34
This is a diseaseמַחֲלָה that affectsמשפיע
170
442854
2082
זוהי מחלה המשפיעה
07:36
a largeגָדוֹל numberמספר of individualsיחידים.
171
444936
1911
על מספר גדול של אנשים.
07:38
It's really debilitatingDV,
172
446847
1774
היא ממש מתישה,
07:40
and there aren'tלא really manyרב good treatmentsטיפולים for it.
173
448621
3942
ואין באמת הרבה טיפולים מוצלחים בשבילה.
07:44
Now we have a wholeכֹּל pipelineצנרת
174
452563
2302
עכשיו יש לנו רשימה ארוכה
07:46
of differentשונה organאֵיבָר chipsצ'יפס
175
454865
2279
של איברים על שבבים שונים
07:49
that we are currentlyכַּיוֹם workingעובד on in our labsמעבדות.
176
457144
3732
שאנחנו עובדים עליהם במעבדות שלנו.
07:52
Now, the trueנָכוֹן powerכּוֹחַ of this technologyטֶכנוֹלוֹגִיָה, howeverלמרות זאת,
177
460876
3419
עם זאת, הכוח האמתי של הטכנולוגיה הזו,
07:56
really comesבא from the factעוּבדָה
178
464295
2125
בעצם מגיע מהעובדה
07:58
that we can fluidicallyבאופן נוזלי linkקישור them.
179
466420
2545
שאנחנו יכולים לקשר ביניהם באמצעות נוזלים.
08:00
There's fluidנוֹזֵל flowingזורם acrossלְרוֹחָב these cellsתאים,
180
468965
1947
יש נוזל שזורם בין התאים האלו,
08:02
so we can beginהתחל to interconnectגומלין
181
470912
2079
אז אנחנו יכולים להתחיל ליצור קישוריות
08:04
multipleמְרוּבֶּה differentשונה chipsצ'יפס togetherיַחַד
182
472991
2862
בין שבבים מרובים
08:07
to formטופס what we call a virtualוירטואלי humanבן אנוש on a chipשְׁבָב.
183
475853
4213
כדי ליצור מה שאנחנו קוראים לו אדם וירטואלי על שבב.
08:12
Now we're really gettingמקבל excitedנִרגָשׁ.
184
480066
3009
עכשיו אנחנו ממש מתחילים להתרגש.
08:15
We're not going to ever recreateלשחזר
a wholeכֹּל humanבן אנוש in these chipsצ'יפס,
185
483075
4095
אנחנו לעולם לא נשחזר אדם שלם בשבבים האלו,
08:19
but what our goalמטרה is is to be ableיכול to recreateלשחזר
186
487170
4169
אבל המטרה שלנו היא להצליח לשחזר
08:23
sufficientמַסְפִּיק functionalityפונקציונליות
187
491339
2013
פונקציונליות מספיקה
08:25
so that we can make better predictionsתחזיות
188
493352
2360
כדי שנוכל לנבא בצורה טובה יותר
08:27
of what's going to happenלִקְרוֹת in humansבני אנוש.
189
495712
2214
מה הולך לקרות בבני אדם.
08:29
For exampleדוגמא, now we can beginהתחל to exploreלַחקוֹר
190
497926
2924
למשל, אנחנו יכולים עכשיו להתחיל לחקור
08:32
what happensקורה when we put
a drugתְרוּפָה like an aerosolתַרסִיס drugתְרוּפָה.
191
500850
3434
מה קורה כששמים תרופה כמו תרופת ארוסול.
08:36
Those of you like me who have asthmaאַסְתְמָה,
when you take your inhalerמַשׁאֵף,
192
504284
2986
למי מכם שיש אסטמה כמוני,
כשאתם לוקחים שאיפה במשאף
08:39
we can exploreלַחקוֹר how that drugתְרוּפָה comesבא into your lungsריאות,
193
507270
2926
אנחנו יכולים לחקור כיצד התרופה הזו נכנסת לתוך הריאות שלך,
08:42
how it entersנכנס the bodyגוּף,
194
510196
1626
איך היא נכנסת לתוך הגוף,
08:43
how it mightאולי affectלהשפיע, say, your heartלֵב.
195
511822
1754
כיצד היא משפיעה, נניח, על הלב שלך.
08:45
Does it changeשינוי the beatingהַכָּאָה of your heartלֵב?
196
513576
1908
האם היא משנה את פעימות הלב שלך?
08:47
Does it have a toxicityרַעֲלָנוּת?
197
515484
1641
האם יש לה רעילות?
08:49
Does it get clearedמְבוּעָר by the liverכָּבֵד?
198
517125
2008
האם הכבד מנקה אותה?
08:51
Is it metabolizedמטבוליזם in the liverכָּבֵד?
199
519133
2152
האם היא מעובדת בכבד?
08:53
Is it excretedמופרש in your kidneysכליות?
200
521285
1891
האם היא מופרשת בכליות שלך?
08:55
We can beginהתחל to studyלימוד the dynamicדִינָמִי
201
523176
2212
ביכולתנו להתחיל לבחון את
08:57
responseתְגוּבָה of the bodyגוּף to a drugתְרוּפָה.
202
525388
2625
התגובה הדינמית של הגוף לתרופה.
09:00
This could really revolutionizeלְחוֹלֵל מַהְפֵּכָה
203
528028
1919
זה יכול ממש להביא למהפכה
09:01
and be a gameמִשְׂחָק changerמַחלֵף
204
529947
1649
ולשנות את כללי המשחק
09:03
for not only the pharmaceuticalהתרופות industryתַעֲשִׂיָה,
205
531596
2938
לא רק עבור תעשיית התרופות,
09:06
but a wholeכֹּל hostמארח of differentשונה industriesתעשיות,
206
534534
2373
אלא עבור רצף שלם של תעשיות שונות,
09:08
includingלְרַבּוֹת the cosmeticsקוסמטיקה industryתַעֲשִׂיָה.
207
536907
2400
כולל תעשיית הקוסמטיקה.
09:11
We can potentiallyפוטנציאל use the skinעור on a chipשְׁבָב
208
539307
2882
אנחנו יכולים באופן תאורטי להשתמש בעור על שבב
09:14
that we're currentlyכַּיוֹם developingמתפתח in the labמַעבָּדָה
209
542189
1961
שאנחנו מפתחים כעת במעבדה
09:16
to testמִבְחָן whetherהאם the ingredientsרכיבים in those productsמוצרים
210
544150
2554
כדי לבדוק האם המרכיבים במוצרים האלו
09:18
that you're usingמבנה יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוני are actuallyלמעשה
safeבטוח to put on your skinעור
211
546704
3283
שאתם משתמשים בהם, הם באמת בטוחים לשימוש על עורכם
09:21
withoutלְלֹא the need for animalבעל חיים testingבדיקה.
212
549987
2689
בלי הצורך בניסויים על בעלי חיים.
09:24
We could testמִבְחָן the safetyבְּטִיחוּת
213
552676
1944
אנחנו יכולים לבחון את הבטיחות
09:26
of chemicalsכימיקלים that we are exposedחָשׂוּף to
214
554620
2253
של כימיקלים שאנחנו חשופים אליהם
09:28
on a dailyיום יומי basisבָּסִיס in our environmentסביבה,
215
556873
1914
על בסיס יומיומי בסביבה שלנו,
09:30
suchכגון as chemicalsכימיקלים in regularרגיל householdבית cleanersשואבי אבק.
216
558787
3731
כמו כימיקלים המצויים בתוך חומרי ניקוי ביתיים.
09:34
We could alsoגַם use the organsאיברים on chipsצ'יפס
217
562518
3202
אנחנו יכולים גם להשתמש באיברים על השבבים
09:37
for applicationsיישומים in bioterrorismטרור ביולוגי
218
565720
2779
כדי לבחון יישומים בטרור ביולוגי
09:40
or radiationקְרִינָה exposureחשיפה.
219
568499
2571
או חשיפה לקרינה.
09:43
We could use them to learnלִלמוֹד more about
220
571070
3350
אנחנו יכולים להשתמש בהם כדי ללמוד עוד על
09:46
diseasesמחלות suchכגון as ebolaאבולה
221
574420
3044
מחלות כמו אבולה
09:49
or other deadlyקטלני diseasesמחלות suchכגון as SARSסארס.
222
577464
3892
או מחלות קטלניות אחרות כמו סארס.
09:53
Organsאיברים on chipsצ'יפס could alsoגַם changeשינוי
223
581356
1838
איברים על שבבים יכולים אף לשנות
09:55
the way we do clinicalקליני trialsניסויים in the futureעתיד.
224
583194
3374
את הצורה שבה אנחנו מבצעים ניסויים קליניים בעתיד.
09:58
Right now, the averageמְמוּצָע participantמִשׁתַתֵף
225
586568
2587
כרגע, המשתתף הממוצע
10:01
in a clinicalקליני trialמִשׁפָּט is that: averageמְמוּצָע.
226
589155
3370
בניסוי קליני הוא בדיוק זה: ממוצע.
10:04
Tendsנוטה to be middleאֶמצַע agedזָקֵן, tendsנוטה to be femaleנְקֵבָה.
227
592525
3326
נוטה להיות בגיל הביניים, נוטה להיות אישה.
10:07
You won'tרָגִיל find manyרב clinicalקליני trialsניסויים
228
595851
2472
לא תמצאו ניסויים קליניים רבים
10:10
in whichאיזה childrenיְלָדִים are involvedמְעוּרָב,
229
598323
1515
שבהם מעורבים ילדים,
10:11
yetעדיין everyכֹּל day, we give childrenיְלָדִים medicationsתרופות,
230
599838
3547
ועם זאת, בכל יום אנחנו מספקים תרופות לילדים,
10:15
and the only safetyבְּטִיחוּת dataנתונים we have on that drugתְרוּפָה
231
603385
3746
והמידע היחיד שיש לנו על בטיחות התרופה הזו
10:19
is one that we obtainedשהושג from adultsמבוגרים.
232
607131
3074
הוא המידע שאספנו ממבוגרים.
10:22
Childrenיְלָדִים are not adultsמבוגרים.
233
610205
1794
ילדים אינם מבוגרים.
10:23
They mayמאי not respondלְהָגִיב in the sameאותו way adultsמבוגרים do.
234
611999
3133
הם עשויים להגיב בצורה אחרת מאשר מבוגרים.
10:27
There are other things like geneticגֵנֵטִי differencesהבדלים
235
615132
2412
יש גורמים אחרים כגון שונות גנטית
10:29
in populationsאוכלוסיות
236
617544
1433
באוכלוסיות
10:30
that mayמאי leadעוֹפֶרֶת to at-riskבסיכון populationsאוכלוסיות
237
618977
3106
שעשויה לגרום לקיומן של אוכלוסיות סיכון
10:34
that are at riskלְהִסְתָכֵּן of havingשיש an adverseשְׁלִילִי drugתְרוּפָה reactionתְגוּבָה.
238
622083
3437
להתפתחות של תגובת נגד לתרופה.
10:37
Now imagineלדמיין if we could take cellsתאים
from all those differentשונה populationsאוכלוסיות,
239
625520
3389
עכשיו תדמיינו אם היינו יכולים לקחת תאים
מכל אותן אוכלוסיות שונות,
10:40
put them on chipsצ'יפס,
240
628919
1908
להניח אותם על שבבים,
10:42
and createלִיצוֹר populationsאוכלוסיות on a chipשְׁבָב.
241
630827
1964
וליצור אוכלוסיות על שבב.
10:44
This could really changeשינוי the way
242
632791
1838
זה יכול ממש לשנות את הצורה
10:46
we do clinicalקליני trialsניסויים.
243
634629
2069
שבה עורכים ניסויים קליניים.
10:48
And this is the teamקְבוּצָה and the people
that are doing this.
244
636698
2832
וזוהי הקבוצה ואלו האנשים שעושים את זה.
10:51
We have engineersמהנדסים, we have cellתָא biologistsביולוגים,
245
639530
3257
יש לנו מהנדסים, יש לנו ביולוגים של התא,
10:54
we have cliniciansרופאים, all workingעובד togetherיַחַד.
246
642787
3774
יש לנו אנשי רפואה, כולם עובדים יחד.
10:58
We're really seeingרְאִיָה something quiteדַי incredibleמדהים
247
646561
1926
אנחנו רואים משהו באמת מדהים
11:00
at the WyssWyss Instituteמכון.
248
648487
1605
במכון ViS.
11:02
It's really a convergenceהִתכַּנְסוּת of disciplinesדיסציפלינות,
249
650092
2171
זהו מקום מפגש של דיסציפלינות,
11:04
where biologyביולוגיה is influencingמַשׁפִּיעַ the way we designלְעַצֵב,
250
652263
3720
איפה שביולוגיה משפיעה על הצורה שאנו מעצבים,
11:07
the way we engineerמהנדס, the way we buildלִבנוֹת.
251
655983
2662
הצורה שאנו מתכננים, הצורה שאנו בונים.
11:10
It's prettyיפה excitingמְרַגֵשׁ.
252
658645
1403
זה די מרגש.
11:12
We're establishingמקימים importantחָשׁוּב industryתַעֲשִׂיָה collaborationsשיתופי פעולה
253
660048
3564
אנחנו יוצרים שיתופי פעולה חשובים בין תעשיות
11:15
suchכגון as the one we have with a companyחֶברָה
254
663612
3373
כמו זה שיש לנו עם חברה
11:18
that has expertiseמומחיות in large-scaleבקנה מידה גדול
digitalדִיגִיטָלי manufacturingייצור.
255
666985
3599
שיש לה מומחיות בייצור דיגיטלי המוני.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
הם הולכים לעזור לנו ליצור,
11:24
insteadבמקום זאת of one of these,
257
672603
1526
במקום אחד מאלה,
11:26
millionsמיליונים of these chipsצ'יפס,
258
674129
1583
מיליוני שבבים כאלה,
11:27
so that we can get them into the handsידיים
259
675712
1669
ככה שאנחנו יכולים למסור אותם לידיהם
11:29
of as manyרב researchersחוקרים as possibleאפשרי.
260
677381
2889
של כמה שיותר חוקרים.
11:32
And this is keyמַפְתֵחַ to the potentialפוטנציאל of that technologyטֶכנוֹלוֹגִיָה.
261
680270
4216
וזה מפתח לפוטנציאל של הטכנולוגיה הזו.
11:36
Now let me showלְהַצִיג you our instrumentכלי.
262
684486
2537
עכשיו תנו לי להראות לכם את הכלי שלנו.
11:39
This is an instrumentכלי that our engineersמהנדסים
263
687023
1989
זהו כלי שהמהנדסים שלנו
11:41
are actuallyלמעשה prototypingאב טיפוס right now in the labמַעבָּדָה,
264
689012
2618
בעצם הופכים לאבטיפוס במעבדה ממש עכשיו,
11:43
and this instrumentכלי is going to give us
265
691630
2309
והכלי הזה הולך לספק לנו
11:45
the engineeringהַנדָסָה controlsשולטת that we're going to requireלִדרוֹשׁ
266
693939
2459
את השליטה ההנדסית שתידרש לנו
11:48
in orderלהזמין to linkקישור 10 or more organאֵיבָר chipsצ'יפס togetherיַחַד.
267
696398
4168
כדי לחבר 10 או יותר שבבי איבר.
11:52
It does something elseאַחֵר that's very importantחָשׁוּב.
268
700566
2229
הוא עושה עוד משהו חשוב מאד.
11:54
It createsיוצר an easyקַל userמִשׁתַמֵשׁ interfaceמִמְשָׁק.
269
702795
2844
הוא יוצר ממשק משתמש נוח.
11:57
So a cellתָא biologistביולוג like me can come in,
270
705639
2990
ככה שביולוגית-תא כמוני יכולה לבוא,
12:00
take a chipשְׁבָב, put it in a cartridgeמַחסָנִית
271
708629
2008
לקחת שבב, לשים אותו בתוך מחסנית
12:02
like the prototypeאב טיפוס you see there,
272
710637
1932
כמו האבטיפוס שאתם רואים פה,
12:04
put the cartridgeמַחסָנִית into the machineמְכוֹנָה
273
712569
2071
לשים את המחסנית בתוך המכונה,
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
כמו שהייתם עושים עם CD,
12:08
and away you go.
275
716128
1132
ויצאנו לדרך.
12:09
Plugתֶקַע and playלְשַׂחֵק. Easyקַל.
276
717260
2749
חבר והפעל. קלי קלות.
12:12
Now, let's imagineלדמיין a little bitbit
277
720009
2514
עכשיו, בואו נדמיין קצת
12:14
what the futureעתיד mightאולי look like
278
722523
1379
איך העתיד יכול להיראות
12:15
if I could take your stemגֶזַע cellsתאים
279
723902
2413
אם יכולתי לקחת את תאי הגזע שלך
12:18
and put them on a chipשְׁבָב,
280
726315
1440
לשים אותם על שבב,
12:19
or your stemגֶזַע cellsתאים and put them on a chipשְׁבָב.
281
727755
3219
או את תאי הגזע שלך ולשים אותם על שבב.
12:22
It would be a personalizedאישית chipשְׁבָב just for you.
282
730974
3501
זה היה שבב שעשוי לפי מידותייך בדיוק.
12:26
Now all of us in here are individualsיחידים,
283
734475
3208
כולנו פה אינדיבידואלים,
12:29
and those individualאִישִׁי differencesהבדלים mean
284
737683
2838
וההבדלים האינדיבידואליים האלו אומרים
12:32
that we could reactלְהָגִיב very differentlyבאופן שונה
285
740521
2442
שכל אחד מאיתנו יכול להגיב בצורה שונה מאוד
12:34
and sometimesלִפְעָמִים in unpredictableבלתי צפוי waysדרכים to drugsסמים.
286
742963
4247
ולפעמים באופן בלתי צפוי לתרופות.
12:39
I myselfעצמי, a coupleזוּג of yearsשנים back,
had a really badרַע headacheכְּאֵב רֹאשׁ,
287
747210
4568
לי בעצמי היה, לפני כמה שנים, כאב ראש ממש חמור,
12:43
just couldn'tלא יכול shakeלְנַעֵר it, thought,
"Well, I'll try something differentשונה."
288
751778
2413
הוא פשוט לא עבר, אז חשבתי לעצמי,
"טוב, אני אנסה משהו אחר."
12:46
I tookלקח some Advilבדיוק. Fifteenחֲמֵשׁ עֶשׂרֵה minutesדקות laterיותר מאוחר,
289
754191
2135
לקחתי אדוויל. חמש עשרה דקות אחר כך,
12:48
I was on my way to the emergencyחרום roomחֶדֶר
290
756326
1880
הייתי בדרך לחדר המיון
12:50
with a full-blownמלא blown asthmaאַסְתְמָה attackלִתְקוֹף.
291
758206
1893
עם התקף אסטמה חמור ביותר.
12:52
Now, obviouslyמובן מאליו it wasn'tלא היה fatalקָטלָנִי,
292
760099
1830
טוב, כמובן שהוא לא היה קטלני,
12:53
but unfortunatelyלצערי, some of these
293
761929
3173
אבל למרבה הצער, חלק מהמקרים
12:57
adverseשְׁלִילִי drugתְרוּפָה reactionsהתגובות can be fatalקָטלָנִי.
294
765102
3609
של תופעות לוואי לתרופות יכולים להיות קטלניים.
13:00
So how do we preventלִמְנוֹעַ them?
295
768711
1941
איך איך אנחנו מונעים אותם?
13:02
Well, we could imagineלדמיין one day
296
770652
2580
ובכן, אנחנו יכולים לדמיין שיום אחד
13:05
havingשיש Geraldineג'רלדין on a chipשְׁבָב,
297
773232
2343
תהיה לנו ג'רלדין על שבב,
13:07
havingשיש Danielleדניאל on a chipשְׁבָב,
298
775575
1749
שתהיה לנו דניאל על שבב,
13:09
havingשיש you on a chipשְׁבָב.
299
777324
1473
שיהיה לנו אותך על שבב.
13:10
Personalizedמותאם אישית medicineתרופה. Thank you.
300
778797
2388
רפואה מותאמת אישית. תודה לכם.
13:13
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
301
781185
4154
(מחיאות כפיים)
Translated by Ariella Cwikel
Reviewed by Maya Dagan

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine 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.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com