TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atala pri la kreskigo de novaj organoj
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
Plejmoderna laboratorio de Anthony Atala kreskigas homajn organojn - de muskoloj tra angioj ĝis urinaj vezikoj kaj ceteraj. Ĉe TEDMED li montras videon pri siaj bioinĝenieroj laborantaj sur iuj el iliaj sciencfikciecaĵoj, inkluzive de forneca reaktoro (ĉe 37°C) kaj maŝino, kiu "presas" homan histon.
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
This is actually a painting
0
0
3000
Tio ĉi estas pentraĵo,
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
kiu pendas sur muro de la Biblioteko en la Medicin-Fakultato de Harvard.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
Ĝi montras la unuan greftadon de organo.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
Antaŭe oni vidas Joe Murray
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
pretigantan la pacienton por la grefto
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
dum en la malantaŭa ĉambro vi vidas Hartwell Harrison,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
la ĉefurologiston de Harvard,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
"rikoltantan" la hepaton.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
Fakte hepato estis la unua organo
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
iam greftita en homon.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
Tio okazis en 1954.
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
Antaŭ 55 jaroj.
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
Oni ankoraŭ alfrontas amason da samaj defioj
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
kiel antaŭ multaj jardekoj.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
Certe estis multa progreso, multaj vivoj saviĝis.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
Sed ni havas gravan mankon de organoj.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
En la lasta jardeko duobliĝis
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
la nombro da pacientoj atendantaj organgrefton.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
Dum en la sama periodo la efektiva nombro
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
da organgreftoj restis preskaŭ tute sama.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
Tio fakte rilatas al nia aĝiĝanta loĝantaro.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
Ni simple maljuniĝas.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
Medicino faras pli bonan laboron
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
konservi nin vivantaj.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
Sed ju pli aĝas niaj organoj, des pli ili emas misfunkcii.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
Do jen la defio,
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
ne nur pri organoj, sed ankaŭ pri histoj.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
Provante anstataŭigi pankreason,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
provante anstataŭigi nervojn, kio povas helpi pri Parkinson-malsano.
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
Estas ĉefaj demandoj.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
Jen vere nekredebla statistiko.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
Ĉiun 30-an sekundon
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
paciento mortas pro malsano
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
kiu povus esti traktita per hista regenerado aŭ anstataŭigo.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
Do kion ni povas fari pri tio?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
Ni hieraŭ parolis pri praĉeloj.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
Jen maniero fari tion.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
Sed ankoraŭ for de la maniero enmeti ilin en pacientojn
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
laŭ la efektivaj terapioj de organoj.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
Ĉu ne estus bonege se niaj korpoj povus regeneriĝi?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
Ĉu ne estus bonege se ni povus efektive utiligi la povon
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
de nia korpo por kuraci nin?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
Ne temas pri tute stranga koncepto,
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
tio okazas ĉiutage en la mondo.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
Jen bildo de salamandro.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
Salamandroj havas tiun nekredeblan kapablon regeneriĝi.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
Vi vidas tie ĉi mallongan videon.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
Tio ĉi estas vundo en membro de tiu ĉi salamandro.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
Kaj tio ĉi estas vera fotografaĵo,
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
laŭtempa fotografado, montranta kiel tiu membro regeneriĝas
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
en periodo de tagoj.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
Vi vidas la formon de cikatro.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
Kaj tiu cikatro efektive kreskigas
02:46
a new limb.
53
151000
2000
novan membron.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
Do salamandroj povas fari tion.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
Kial ne ankaŭ ni? Kial homoj ne povas regeneriĝi?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
Fakte ni povas.
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
Via korpo havas multajn organojn
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
kaj ĉiu unuopa organo en via korpo
03:03
has a cell population
59
168000
2000
havas ĉelaron
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
kiu pretas ekregi kaze de vundiĝo. Ĝi okazas ĉiutage.
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
Kiam vi aĝas, kiam vi maljuniĝas,
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
viaj ostoj regeneriĝas ĉiun dekan jaron.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
Via haŭto regeneriĝas ĉiun duan semajnon.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
Via korpo do daŭre regeneriĝas.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
La defio estiĝas ĉe vundiĝo.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
En la momento de vundiĝo aŭ malsaniĝo,
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
la unua reago de la organo
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
estas izoli sin de la cetero de la korpo.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
Ĝi esence volas batali kontraŭ infektado,
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
kaj sigeli sin. Ĉu temas pri organoj en la korpo,
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
aŭ la haŭto, la unua reago estas
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
formi cikatran histon
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
por sigeli sin de la eksteraĵo.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
Kiel ni do povas utiligi tiun potencon?
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
Unu el la manieroj fari tion
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
estas nun uzi "ruzajn" biomaterialojn.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
Kiel tio funkcias? Nu, maldekstre tie ĉi
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
vi vidas uretron, kiu estis vundita.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
Ĝi estas la kanalo, kiu konektas la urinvezikon al la ekstero de la korpo.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
Vi vidas ke ĝi estas vundita.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
Ni esence malkovris, ke eblas uzi tiujn ruzajn biomaterialojn,
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
kiujn oni povas uzi kiel ponton.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
Se oni konstruas tiun ponton kaj fermas
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
al la ekstero,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
tiam oni povas krei tiun ponton, kaj ĉeloj,
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
kiuj regeneriĝas en la korpo,
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
tiam povas transiri tiun ponton kaj sekvi la vojon.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
Jen ĝuste tio, kion vi vidas tie ĉi.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
Ĝi estas ruza biomaterialo,
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
kiun ni uzis por trakti tiun pacienton.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Tio estis vundita uretro maldekstre.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
Ni uzis tiun biomaterialon en la mezo.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
Kaj post ses monatoj je la dekstra flanko
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
vi vidas tiun rekonstruitan uretron.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
Evidentas, ke via korpo povas regeneriĝi,
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
sed nur je mallongaj distancoj.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
La maksimuma efika distanco por regeneriĝo
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
estas proksimume unu centimetro.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
Ni do povas uzi tiujn ruzajn biomaterialojn
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
sed nur je unu centimetro
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
por ŝtopi tiujn truojn.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
Ni ja regeneriĝas, sed je limigitaj distancoj.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
Kion ni do faras,
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
se estas vundo en pli grandaj organoj?
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
Kion ni faras pri damaĝoj
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
pri strukturoj, kiuj estas multe pli vastaj
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
ol unu centimetro?
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
Tiam ni povas komenci uzi ĉelojn.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
Jen la strategio. Se paciento venas al ni
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
kun malsana aŭ vundita organo,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
ni povas preni tre malgrandan pecon da histo el tiu organo,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
malpli grandan ol duono de poŝtmarko,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
ni tiam povas disŝiri tiun histon,
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
kaj serĉi ĝiajn bazajn komponaĵojn,
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
la propraj ĉeloj de la paciento,
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
ni povas elpreni tiujn ĉelojn,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
ni grandkvante kreskigas tiujn ĉelojn ekster la korpo
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
kaj tiam ni uzas "portilajn" materialojn.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
Nudokule ili aspektas kiel peco el via bluzo
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
aŭ via ĉemizo, sed fakte
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
tiu materialo estas relative malsimpla
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
kaj ĝi estas ellaborita por konsumiĝi ene de la korpo.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
Tio disiĝos post kelkaj monatoj.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
Ĝi rolas nur kiel liverveturilo de ĉeloj.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Ĝi portas la ĉelojn en la korpon. Ĝi ebligas
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
al la ĉeloj regeneri novan histon,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
kaj post regeneriĝo de la histo la portilo malaperas.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Jen tio, kion ni faris por tiu peco de muskolo.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Tio efektive montras pecon de muskolo, kaj kiel ni aranĝas
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
la strukturojn por konstrui la muskolon.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Ni prenas la ĉelojn, ni kreskigas ilin,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
ni metas la ĉelojn sur la portilon
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
kaj ni remetas la portilon en la pacienton.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Sed, antaŭ ol fari tion,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
ni fakte ekzercas ĝin.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Ni volas esti certaj, ke ni pretigu
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
tiun muskolon, por ke ĝi sciu, kion fari,
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
kiam ni metas ĝin en la pacienton.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Tion vi vidas ĉi tie. Vi vidas
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
tiun muskolan bioreaktoron
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
ekzercantan la muskolon tien kaj reen.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
En ordo. La plataj strukturoj, kiujn ni vidas,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
estas la muskolo.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
Kio pri aliaj strukturoj?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Tio estas restrukturita sangovaskulo.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Tre simile al tio, kion ni ĵus faris, sed iomete pli komplike.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Tie ni prenas portilon,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
kaj esence -- portilo povas aspekti kiel tiu ĉi paperpeco
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
Kaj ni povas tubigi tiun portilon.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
Kaj laŭ la sama strategio ni faras vaskulon.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Vaskulo konsistas el du malsamaj ĉeltipoj.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
Ni prenas muskolajn ĉelojn, ni gluas
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
aŭ kovras la eksteraĵon per tiuj muskolaj ĉeloj,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
tre simile al la bakado de tavolkuko, se vi preferas.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Vi metas la muskolajn ĉelojn en la eksteron.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Vi metas la vaskulajn ĉelojn internen.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Nun vi havas tute prisemitan portilon.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Oni metas ĝin en fornosimilan aparaton.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
En ĝi estas la samaj cirkonstancoj kiel en homa korpo,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 centigradoj,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95 procentoj da oksigeno.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Tiam oni ekzercas ĝin, kiel vi vidis en tiu video.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
Dekstre vi vidas la kreitan karotidon.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Ĝi estas la arterio, kiu iras de nia kolo al la cerbo.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
Kaj tio ĉi estas radiobildo, kiu montras
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
la pretan, funkcipovan vaskulon.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Pli malsimplaj strukturoj,
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
kiaj sangovaskuloj, uretroj, kiujn mi montris al vi,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
ili estas ja pli malsimplaj,
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
ĉar oni enkondukas du malsamajn ĉeltipojn.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Ili plejofte rolas kiel tuboj.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
Oni ebligas la trairon de fluidaĵo aŭ aero
08:11
at steady states.
173
476000
2000
en stabilaj statoj.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Ili estas malpli malsimplaj ol kavaj organoj.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Kavaj organoj havas multe pli grandan malsimplecon
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
ĉar oni postulas, ke tiuj organoj agu laŭpete.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
La urinveziko estas tia organo.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Sama strategio, ni prenas tre etan pecon de urinveziko,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
malpli ol duona poŝtmarko.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Ni tiam disŝiras tiun histon
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
kaj apartigas ĝiajn du individuajn ĉeltipojn,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
muskolajn kaj vezike specialiĝintajn ĉelojn.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Ni grandkvante kreskigas tiujn ĉelojn ekster la korpo.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Necesas ĉ. kvar semajnoj por kreskigi tiujn organĉelojn.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Ni tiam prenas portilon, kiun ni modlas laŭ urinveziko.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Ni kovras la internon per tiuj urinvezikaj ĉeloj.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Ni kovras la eksteron per tiuj muskolaj ĉeloj.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Ni metas ilin en tiun fornecan aparaton.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
Ses aŭ ok semajnojn post la depreno de tiu histo-peco,
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
oni povas enmeti la organon en la pacienton.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Tio ĉi montras la portilon
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
Ĝi nun estas kovrita de la ĉeloj.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Kiam ni komencis provi ĉe tiuj pacientoj,
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
ni kreis la portilon specife por ĉiu aparta paciento.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Ni venigis la pacientojn
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
ses aŭ ok semajnojn antaŭ iliaj planitaj kirurgioj, ni radiobildigis
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
kaj tiam ni pretigis portilon taŭgan por la grandeco
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
de la pelva kavaĵo de la paciento.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Por la dua fazo de la provoj
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
ni havas diversajn grandojn: malgrandan, mezgrandan, grandan kaj trograndan.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Ridoj)
09:32
It's true.
202
557000
2000
Estas vere.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
Kaj mi certas, ke ĉiuj tie ĉi volis trograndan. Ĉu ne?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Ridoj)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Nu, urinvezikoj estas fakte iomete pli malsimplaj
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
ol la aliaj strukturoj.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Sed estas aliaj ujaj organoj, kiuj havas plian malsimplecon.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Jen estas kora valvo, kiun ni strukturigis.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
Kaj la maniero strukturigi ĝin estas laŭ la sama strategio.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Ni prenas la portilon, ni prisemas ĝin per ĉeloj
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
kaj vi vidas tie ĉi la valvofoliojn, kiuj malfermiĝas kaj fermiĝas.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Ni ekzercas ilin antaŭ la instalado.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Sama strategio.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
La plej kompleksaj estas solidaj organoj.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
Solidaj organoj estas pli malsimplaj
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
pro tio, ke oni uzas pli da ĉeloj por centimetro.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Tio estas simpla solida organo, kia orelo.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Oni nun prisemas ĝin per kartilago.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Jen la fornosimila aparato;
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
Post prisemado oni enmetas ĝin tien.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
Kaj kelkajn semajnojn poste oni povas demeti la kartilagan portilon.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Jen estas fingroj, kiujn ni strukturigas.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Ili estas strukturataj, tavolo post tavolo,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
unue la osto, ni ŝtopas la truojn per kartilago.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Ni tiam ekaldonas la muskolon je la supro.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
Kaj oni ektavoligas tiujn solidajn strukturojn.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Denove, multe pli malsimplaj organoj.
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
Sed multe pli, la plej kompleksaj solidaj organoj
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
estas ja la vaskulplenaj, vaskulplenegaj,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
por intensa sango-provizado,
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
organoj, kia la koro,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
la hepato, la renoj.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Jen ekzemple - diversaj strategioj
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
por strukturigi solidajn organojn.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Jen unu el la strategioj. Ni uzas printilon.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
Kaj anstataŭ uzi inkon, ni uzas - vi ĵus vidis la printilan inkujon -
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
ni uzas nur ĉelojn.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Jen via kutima komputila printilo.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Ĝi fakte printas tiun dukameran koron,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
tavolon post tavolo.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Vi vidas la koron aperi. Necesas ĉirkaŭ 40 minutojn da printado
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
kaj inter kvar kaj ses horojn poste
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
vi vidas la muskolajn ĉelojn kuntiriĝi.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Aplaŭdo)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Tiu teknologio estis elpensita de Tao Ju, kiu laboris ĉe nia instituto.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
Kaj tio ankoraŭ estas eksperimenta, kompreneble,
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
ne por aplikado en pacientoj.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
Alia strategio sekvata de ni
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
estas la uzado de senĉeligitaj organoj.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Ni prenas donacitajn organojn,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
organojn, kiujn oni ne uzos,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
kaj ni povas uzi mildajn detergentojn
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
por eligi ĉiujn ĉelajn elementojn el tiuj organoj.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Do ekzemple sur la maldekstra panelo,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
supre vi vidas hepaton.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Ni nun prenas la donacitan hepaton,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
uzas tre mildajn detergentojn
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
kaj ni eligas ĉiujn ĉelojn
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
el la hepato.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Du semajnojn poste ni povas levi tiun organon,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
ĝi ŝajnas hepato,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
ni povas teni ĝin kiel hepaton,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
ĝi similas al hepato, sed ĝi ne havas ĉelojn.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Restas nur, ni diru,
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
la skeleto de la hepato,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
konsistanta el kolageno,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
materialo en nia korpo, kiu ne forrifuziĝos.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Ni povas uzi ĝin de unu paciento al la alia.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Ni tiam prenas tiun vaskulan strukturon
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
kaj povas elmontri, ke la sango-vaskularon konserviĝis.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Vi povas vidi - tio estas fluoreska bildo -
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Ni injektas kontrastigaĵon en la organon.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Vi povas vidi, ke ni injektas kontrastaĵon
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
en tiun senĉeligitan hepaton.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
Kaj vi povas vidi, ke la vaskula arbo restas sendifekta.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Ni tiam prenas la ĉelojn, la vaskulajn ĉelojn,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
sangovaskulajn ĉelojn, ni fluigas
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
pacientproprajn ĉelojn tra la vaskularo.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Ni priŝprucigas la eksteraĵon de la hepato
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
per pacientpropraj ĉeloj.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
Kaj ni tiam povas krei funkcipovajn hepatojn.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
Kaj tiun vi nun vidas.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Ĉio ĉi estas ankoraŭ eksperimenta. Ni nun povas eksperimente reprodukti
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
la funkciojn de la hepata strukturo.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
Por la reno,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
kiel mi diris al vi pri la unua pentraĵo, kiun vi vidis,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
la unua bildo, kiun mi montris al vi,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90 procentoj el la pacientoj sur la greftatendolisto
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
atendas renon... 90 procentoj.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Do alia strategio, kiun ni sekvas,
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
estas la kreado de vafloj
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
kiujn ni kunmetas, kiel akordionon, por tiel diri.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Do ni stakigas tiujn vaflojn, uzante la renajn ĉelojn.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
Kaj jen vi povas vidi tiujn miniaturajn renojn, kiujn ni konstruis
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Ili efektive produktas urinon.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Ree estas malgrandaj strukturoj; nia defio estas kiel fari ilin pli grandaj
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
kaj super tio ni laboras
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
nun en la instituto.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Unu el la aferoj, kiujn mi volas resumi por vi
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
estas la strategio, kiun ni sekvas por regenera medicino.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Se iel eblas,
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
ni fakte ŝatus uzi ruzajn biomaterialojn,
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
kiujn ni povus preni el ŝranko
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
kaj regeneri viajn organojn.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
Ni havas limigitajn distancojn nun,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
sed nia celo estas pligrandigi tiujn distancojn, iom post iom.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Se ni ne povas uzi ruzajn biomaterialojn,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
ni tiam povus anstataŭe uzi viajn proprajn ĉelojn.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Kial? Ĉar via korpo ne forrifuziĝos ilin.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Ni povas preni ĉelojn el vi,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
krei la strukturon, enmeti ilin denove en vin, kaj ili ne forrifuziĝos.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
Kaj se eblas, ni prefere uzas la ĉelojn el via specifa organo.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Se vi montriĝus kun malsana traĥeo,
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
ni ŝatus preni ĉelojn de via traĥeo.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Se vi havus malsanan pankreason,
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
ni ŝatus preni ĉelojn de tiu organo.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Kial? Ĉar ni preferus preni tiujn ĉelojn,
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
kiuj jam scias, kiujn ĉel-specojn vi volas.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
Traĥea ĉelo jam scias, ke ĝi estas traĥea ĉelo.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Ne necesas instrui ĝin fariĝi alispeca ĉelo.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Ni do preferas organspecifajn ĉelojn.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
Kaj nuntempe eblas akiri ĉelojn el plej multaj organoj en via korpo,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
escepte de pluraj, por kiuj ni ankoraŭ bezonas praĉelojn,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
kiel koro, hepato, nervo kaj pankreaso.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
Por tiuj ni ankoraŭ bezonas praĉelojn.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Se ni ne povas uzi praĉelojn el via korpo
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
ni tiam ŝatus uzi praĉelojn donacitajn.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
Ni preferas ĉelojn, kiuj ne forrifuziĝos
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
kaj ne formos tumorojn.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
Kaj ni multe laboras per praĉeloj, pri kiuj
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
ni publikigis antaŭ du jaroj,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
praĉeloj el la amnio,
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
kaj la placento, kiuj havas tiujn ecojn.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Nun mi volas rakonti al vi kelkajn
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
el la plej grandaj defioj, kiujn ni havas.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Nu, mi ĵus montris al vi, ĉio ŝajnas tiel bona,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
ĉio funkcias. Fakte ne,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
tiuj teknologioj vere ne estas tiel facilaj.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Kelkaj el tiuj laboroj, kiujn vi hodiaŭ vidis
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
realiĝis per pli ol 700 esploristoj
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
en nia instituto en 20 jaroj.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Do tiuj estas tre malfacilaj teknologioj.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Kiam oni atingas la ĝustan formulon, oni povas reprodukti ĝin.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Sed necesas multo por atingi tion.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Do mi ĉiam ŝatas montri tiun ĉi bildon.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Jen kiel haltigi forkurantan ĉaron.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
Kaj jen vi vidas la ĉarstiriston,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
kaj li iras en la supra panelo.
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
Li iras A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Li fine haltigas la forkurantan ĉaron.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
Kaj jen estas la bazaj sciencistoj.
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
Supre estas la kirurgoj.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Ridoj)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Mi estas kirurgo kaj tio ne estas tiel amuza.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Ridoj)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Sed fakte la metodo A estas la ĝusta aliro.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
Kaj mi celas per tio, ke kiam ni lanĉis unu el tiuj teknologioj
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
en la klinikon,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
ni absolute certigis, ke ni faris ĉion eblan
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
en la laboratorio antaŭ ol ni lanĉis
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
tiujn teknologiojn al la pacientoj.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
Kaj kiam ni lanĉas ilin al la pacientoj
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
ni volas certigi, ke ni starigis al ni tre malfacilan demandon.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Ĉu vi pretas enmeti tion en iun el viaj amatoj, en vian idon,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
en vian propran familianon, kaj tiam ni procedas.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Ĉar nia ĉefa celo, kompreneble,
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
estas unue kaŭzi nenian malbonon.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Mi nun montros al vi tre mallongan videon,
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
ĝi estas kvinsekunda video de paciento,
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
kiu ricevis iun el tiuj prilaboritaj organoj.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Ni komencis grefti kelkajn el tiuj strukturoj
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
antaŭ pli ol 14 jaroj.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
Do ni havas pacientojn nun paŝantajn kun organoj,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
konstruitaj organoj, dum pli ol 10 jaroj.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Mi montros al vi videon de junulino.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Ŝi havis bifidan spinon, spinan nenormalaĵon.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Ŝi ne havis normalan urinvezikon. Jen eltiraĵo de CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Ni rigardas nur kvin sekundojn.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
Tio estas parto, kiun Sanjay Gupta prizorgis.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Video: Kaitlyn M: Mi estas feliĉa. Mi ĉiam timis
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
ke mi havos iaspecan akcidenton.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
Kaj nun mi povas simple iri
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
kaj eliri kun miaj amikoj,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
iri fari, kion mi volas.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Anthony Atala: Vidu, fine de la tago, la promeson de regenera medicino
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
estas nur promeso.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
Kaj ĝi estas vere tre simpla:
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
plibonigi niajn pacientojn.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Dankon pro via atento.
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(Aplaŭdo)
ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - SurgeonAnthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.
Why you should listen
Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.
In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.
Anthony Atala | Speaker | TED.com