TEDxBoston
Geraldine Hamilton: Body parts on a chip
جرالدین همیلتون: اندام بدن بر روی یک تراشه
Filmed:
Readability: 4.1
1,644,547 views
نسبتا کار ساده ای است که داروهای جدید و راه های بهتری برای بیماری ها تصور کنیم. هرچند قسمت سخت قضیه آزمایش کردن آنهاست و همین است که می تواند امیدواری به درمان بیماری ها را برای سالها بتعویق بیاندازد. در این بحث جرالدین همیلتن بوضوح نشان می دهد که چگونه آزمایشگاه وی اندام و ارگانهای بدن را بر روی یک تراشه می سازند سازه های ساده ای بهمراه تمام قطعات لازم برای تست داروهای جدید- حتی درمانهای سفارشی برای یک فرد خاص.
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
We have a global health challenge
0
368
2137
ما چالش های جهانی در حوزه سلامت داریم
00:14
in our hands today,
1
2505
1692
که هم اکنون پیش روی ما هستند،
00:16
and that is that the way we currently
2
4197
3060
به همین خاطر است که ما در حال حاضر
00:19
discover and develop new drugs
3
7257
2925
داروهای جدیدی کشف می‌کنیم و توسعه می دهیم
00:22
is too costly, takes far too long,
4
10182
4178
که این فرآیندها بسیار هزینه بر و طولانی هستند،
00:26
and it fails more often than it succeeds.
5
14360
3714
و اغلب با شکست مواجه می شوند تا موفقیت.
00:30
It really just isn't working, and that means
6
18074
3377
واقعا این راهش نیست و این به این معنی است که
00:33
that patients that badly need new therapies
7
21451
3047
بیمارانی که بشدت محتاج درمانهای جدیدی هستند
00:36
are not getting them,
8
24498
1711
به آنها نمی رسند،
00:38
and diseases are going untreated.
9
26209
3498
و بیماری ها بدون درمان می مانند
00:41
We seem to be spending more and more money.
10
29707
3083
بنظر میرسد که ما پول بیشتر و بیشتری صرف این مسئله می کنیم.
00:44
So for every billion dollars we spend in R&D,
11
32790
4096
بنابراین بابت هر یک میلیارد دلاری که در تحقیق و توسعه هزینه می کنیم،
00:48
we're getting less drugs approved into the market.
12
36886
3829
ما به داروهای تایید شده کمتری برای معرفی به بازار میرسیم.
00:52
More money, less drugs. Hmm.
13
40715
3217
صرف پول بیشتر، داروهای کمتر. اوممم
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
خب اینجا چه خبره؟
00:57
Well, there's a multitude of factors at play,
15
45852
2595
خب، عوامل بسیار زیادی در این میان نقش دارند
01:00
but I think one of the key factors
16
48447
2021
اما من فکر می کنم یکی از مهترین عوامل که نقش کلیدی را بازی می کند،
01:02
is that the tools that we currently have
17
50468
2397
این است که ابزاری که ما در حال حاضر برای تست دراختیار داریم
01:04
available to test whether a drug is going to work,
18
52865
4083
چه یک دارو به نتیجه دلخواه برسد،
01:08
whether it has efficacy,
19
56948
1389
چه تاثیر داشته باشد
01:10
or whether it's going to be safe
20
58337
1766
یا اینقدر بی ضرر باشد
01:12
before we get it into human clinical trials,
21
60103
3552
قبل از اینکه به مرحله تست بالینی انسانی برسیم،
01:15
are failing us. They're not predicting
22
63655
2151
ما را با شکست مواجه می کنند. آنها پیش بینی نمی کنند که
01:17
what's going to happen in humans.
23
65806
3228
چه اتفاقی قراره برروی انسان ها بگذارند.
01:21
And we have two main tools available
24
69034
2723
و ما دو ابزار اصلی در اختیار داریم.
01:23
at our disposal.
25
71757
2014
و ما دو ابزار اصلی در اختیار داریم.
01:25
They are cells in dishes and animal testing.
26
73771
4041
یکی سلولهای درون ظرف و دیگری ازمایش برروی حیوانات است.
01:29
Now let's talk about the first one, cells in dishes.
27
77812
3320
اجازه بدهید در مورد اول صحبت کنیم، سلولهای داخل ظروف.
01:33
So, cells are happily functioning in our bodies.
28
81132
3153
خب سلولها شاد و سرزنده در بدن ما زندگی می کنند.
01:36
We take them and rip them out
29
84285
2055
ما آنها را می گیریم و
01:38
of their native environment,
throw them in one of these dishes,
throw them in one of these dishes,
30
86340
2949
از محیط اصلی خودشان دور می کنیم، و به درون یکی از اون ظرف ها می اندازیم
01:41
and expect them to work.
31
89289
1585
و انتظار داریم که به کارشان ادامه دهند.
01:42
Guess what. They don't.
32
90874
2193
چه حدسی می زنید. آنها موفق نمی شوند.
01:45
They don't like that environment
33
93067
1662
این ظروف شبیه محیط اصلی شان نیستند
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
به خاطر اینکه هیچ شرایطی نمی تواند شبیه
01:48
what they have in the body.
35
96361
2676
آن محیطی باشد که آنها در بدن ما داشته اند.
01:51
What about animal testing?
36
99037
2071
در مورد آزمایش های حیوانی چطور؟
01:53
Well, animals do and can provide
37
101108
2885
خب، حیوانات می توانند
01:55
extremely useful information.
38
103993
2262
اطلاعات بسیار مفیدی در اختیار ما قرار دهند.
01:58
They teach us about what happens
39
106255
1709
آنها به ما یاد می دهند که چه اتفاقی
01:59
in the complex organism.
40
107964
2329
در ارگانیزم های پیچیده می افتد.
02:02
We learn more about the biology itself.
41
110293
3008
ما بیشتر در مورد خود زیست شناسی می آموزیم.
02:05
However, more often than not,
42
113301
2898
هرچند که در بیشتر مواقع،
02:08
animal models fail to predict
what will happen in humans
what will happen in humans
43
116199
4216
مدلهای حیوانی برای پیش بینی آنچه که قرار است در بدن انسانها رخ دهد با شکست مواجه می شوند
02:12
when they're treated with a particular drug.
44
120415
3186
وقتی که آنها با داروی خاصی تحت مداوا قرار می گیرند.
02:15
So we need better tools.
45
123601
2379
بنابراین ما به ابزارهای بهتری نیاز داریم.
02:17
We need human cells,
46
125980
1753
ما به سلولهای انسانی نیاز داریم
02:19
but we need to find a way to keep them happy
47
127733
2750
ولی از طرفی نیاز داریم تا راهی پیدا کنیم که این سلولهای انسانی خارج از بدن انسانها
02:22
outside the body.
48
130483
1591
خوشحال باشند
02:24
Our bodies are dynamic environments.
49
132074
2906
بدنهای ما محیط پویایی هستند
02:26
We're in constant motion.
50
134980
1840
ما همیشه در حرکت هستیم
02:28
Our cells experience that.
51
136820
2191
و سلولها این را تجربه می کنند
02:31
They're in dynamic environments in our body.
52
139011
2809
سلولها در محیط پویایی در بدن ما هستند
02:33
They're under constant mechanical forces.
53
141820
2755
آنها همواره تحت فشارهای مکانیکی قرار دارند
02:36
So if we want to make cells happy
54
144575
2456
بنابراین اگر که ما قصد داریم تا آنها را خوشحال نگه داریم
02:39
outside our bodies,
55
147031
1429
خارج از بدن مان
02:40
we need to become cell architects.
56
148460
2526
لازم است که معمار سلول بشویم.
02:42
We need to design, build and engineer
57
150986
4344
ما باید طراحی کنیم بسازیم و مهندسی کنیم
02:47
a home away from home for the cells.
58
155330
3231
خانه ای دور از خانه اصلی برای سلولها.
02:50
And at the Wyss Institute,
59
158561
1674
و در موسسه ویس،
02:52
we've done just that.
60
160235
1938
این مهم را انجام داده ایم.
02:54
We call it an organ-on-a-chip.
61
162173
3024
ما آن را "ارگانی بر روی یک تراشه" نام گذاری کرده ایم.
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
و من یکی از انها را اینجا دارم.
02:58
It's beautiful, isn't it?
But it's pretty incredible.
But it's pretty incredible.
63
166988
2815
خیلی زیباست، اینطور نیست؟ ولی خیلی باور نکردنی است.
03:01
Right here in my hand is a breathing, living
64
169803
4500
یک نمونه شُش انسانی اینجا در دست من است که تنفس می کند و زندگی می کند
03:06
human lung on a chip.
65
174303
2658
بر روی یک تراشه.
03:08
And it's not just beautiful.
66
176961
2128
و مسئله دیگه تنها زیبایی نیست.
03:11
It can do a tremendous amount of things.
67
179089
2440
این می تواند حاوی انبوهی از اتفاقات باشد.
03:13
We have living cells in that little chip,
68
181529
3779
ما سلولهای زنده ای در داخل این تراشه داریم،
03:17
cells that are in a dynamic environment
69
185308
2550
سلولهایی که در داخل یک محیط پویا قرار دارند
03:19
interacting with different cell types.
70
187858
3081
با انواع دیگر سلولها در تعامل هستند.
03:22
There's been many people
71
190939
1639
افراد زیادی بوده اند
03:24
trying to grow cells in the lab.
72
192578
1861
که سعی می کنند سلولها را در داخل لابراتوآر کشت دهند.
03:26
They've tried many different approaches.
73
194439
3156
و راههای بسیار زیادی را امتحان کرده اند.
03:29
They've even tried to grow
little mini-organs in the lab.
little mini-organs in the lab.
74
197595
2627
حتی سعی کرده اند تا اندام هابی کوچک را در داخل لابراتوار رشد و نمو دهند.
03:32
We're not trying to do that here.
75
200222
1549
ما همچین قصدی اینجا نداریم.
03:33
We're simply trying to recreate
76
201771
2126
ما به سادگی تلاش می کنیم تا
03:35
in this tiny chip
77
203897
1577
در این تراشه های بسیار کوچک
03:37
the smallest functional unit
78
205474
3017
کوجکترین واحد عملکردی را
03:40
that represents the biochemistry,
79
208491
2554
که نماینده بیوشیمی، کارکرد و
03:43
the function and the mechanical strain
80
211045
3124
فشار مکانیکی هستند را از نو خلق کنیم
03:46
that the cells experience in our bodies.
81
214169
3516
همان حالاتی را که سلولها در بدن ما تجربه کرده اند.
03:49
So how does it work? Let me show you.
82
217685
3032
خب چگونه این اتفاق می افتد؟ اجازه بدهید من به شما نشان بدهم.
03:52
We use techniques from the computer chip
83
220717
2634
ما ازتکنیک های ساخت تراشه های کامپیوتری
03:55
manufacturing industry
84
223351
1633
که در صنعت ساخت آنها استفاده می شود بهره می بریم
03:56
to make these structures at a scale
85
224984
2197
تا این ساختارها را در مقیاس های
03:59
relevant to both the cells and their environment.
86
227181
2896
مرتبط با سلولها و محیطشان بسازیم.
04:02
We have three fluidic channels.
87
230077
2064
ما سه کانال سیال داریم.
04:04
In the center, we have a porous, flexible membrane
88
232141
3712
در مرکز، ما یک غشاء انعطاف پذیر متخلخل داریم
04:07
on which we can add human cells
89
235853
2063
که بوسیله آن می توانیم سلولهای انسانی را اضافه بکنیم
04:09
from, say, our lungs,
90
237916
1344
سلولهای ریه های انسانی
04:11
and then underneath, they had capillary cells,
91
239260
2487
که زیر آنها سلولهای مویرگی وجودداشت،
04:13
the cells in our blood vessels.
92
241747
1788
سلولهایی داخل رگهای خونی ما
04:15
And we can then apply mechanical forces to the chip
93
243535
4320
و ما حالا می توانیم فشار مکانیکی را به تراشه وارد کنیم
04:19
that stretch and contract the membrane,
94
247855
2829
که باعث کشش و انقباض غشاء می شوند،
04:22
so the cells experience the same mechanical forces
95
250684
3097
بنابراین سلولها دقیقا همان فشارهای مکانیکی را تجربه می کنند
04:25
that they did when we breathe.
96
253781
2933
که در زمان تنفس ما تجربه کرده اند.
04:28
And they experience them how they did in the body.
97
256714
3160
و سلولها فشارهایی را که در داخل بدن ما داشته اند تجربه می کنند.
04:31
There's air flowing through the top channel,
98
259874
2400
از کانال بالایی جریان هوایی وجود دارد،
04:34
and then we flow a liquid that contains nutrients
99
262274
3349
و سپس ما مایعی حاوی مواد غذایی را
04:37
through the blood channel.
100
265623
2839
از کانال خون جاری می کنیم.
04:40
Now the chip is really beautiful,
101
268462
2372
حالا این تراشه بسیار زیباست،
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
اما ما با این چه کارهایی می توانیم انجام بدهیم؟
04:44
We can get incredible functionality
103
272931
2324
ما می توانیم به قابلیت های باورنکردنی
04:47
inside these little chips.
104
275255
1751
در داخل این تراشه کوچک برسیم.
04:49
Let me show you.
105
277006
1506
اجازه بدهید نشانتان بدهم.
04:50
We could, for example, mimic infection,
106
278512
2631
برای مثال در حوزه مشابه سازی عفونی
04:53
where we add bacterial cells into the lung.
107
281143
3536
جایی که سلولهای باکتری را داخل ریه قرار می دهیم
04:56
then we can add human white blood cells.
108
284679
2932
سپس می توانیم گلبولهای سفید انسانی را وارد کنیم.
04:59
White blood cells are our body's defense
109
287611
2591
گلبولهای سفید درواقع سیستم دفاعی ما هستند
05:02
against bacterial invaders,
110
290202
1368
در مقابل باکتری های مهاجم،
05:03
and when they sense this
inflammation due to infection,
inflammation due to infection,
111
291570
3169
و زمانی که سلولها این التهاب ناشی از عفونت را حس می کنند،
05:06
they will enter from the blood into the lung
112
294739
2857
از خون وارد ریه ها می شوند
05:09
and engulf the bacteria.
113
297596
1915
و باکتری ها را غرق می کنند.
05:11
Well now you're going to see this happening
114
299511
2248
و حالا شما قراره این واقعه را بطورزنده مشاهده نمایید
05:13
live in an actual human lung on a chip.
115
301759
3310
در ون یک ریه واقعی انسان بر روی یک تراشه.
05:17
We've labeled the white blood cells
so you can see them flowing through,
so you can see them flowing through,
116
305069
3543
ما گلبولهای سفید خون را نشانه گذاری کرده ایم تا شما بتوانید گذر جریان آنها را مشاهده نمایید
05:20
and when they detect that infection,
117
308612
2161
و زمانی که آنها یک عفونت را ردیابی می کنند،
05:22
they begin to stick.
118
310773
1397
شروع به چسبیدن می کنند.
05:24
They stick, and then they try to go into the lung
119
312170
3887
آنها می چسبند و سپس سعی می کنند واردریه ها بشوند
05:28
side from blood channel.
120
316057
1781
از طریق کانال خونی.
05:29
And you can see here, we can actually visualize
121
317838
3689
و حالا شما می توانید اینجا مشاهده نمایید، ما می توانیم
05:33
a single white blood cell.
122
321527
3759
یک گلبول سفید تنها را تجسم کنیم.
05:37
It sticks, it wiggles its way through
123
325286
2256
می چسبند، و با لغزیدن و تکان تکان خوردن راهشان را از میان
05:39
between the cell layers, through the pore,
124
327542
2315
لایه های سلولی باز می کنه، از میان منافذ،
05:41
comes out on the other side of the membrane,
125
329857
2421
از طرف دیگه غشاء بیرون می آیند،
05:44
and right there, it's going to engulf the bacteria
126
332278
3435
و دقیقا اینجا باکتری ها را از بین می برند
05:47
labeled in green.
127
335713
1649
که بصورت سبز نمایش داده شده اند.
05:49
In that tiny chip, you just witnessed
128
337362
3004
در این تراشه های کوچک شما تنها شاهد
05:52
one of the most fundamental responses
129
340366
3181
یکی از اساسی ترین پاسخ های
05:55
our body has to an infection.
130
343547
1957
بدن ما در مقابل عفونت ها هستید.
05:57
It's the way we respond to -- an immune response.
131
345504
3770
از این طریق است که ما عکس العمل نشان می دهیم به- یک پاسخ مصونیت ساز.
06:01
It's pretty exciting.
132
349274
2401
خیلی هیجان انگیز هستند.
06:03
Now I want to share this picture with you,
133
351675
2343
حالا می خواهم این عکس را با شما سهیم بشوم،
06:06
not just because it's so beautiful,
134
354018
2638
نه فقط به خاطر اینکه عکس زیباییست،
06:08
but because it tells us an enormous
amount of information
amount of information
135
356656
3336
بلکه بخاطر اینکه حاوی انبوهی از اطلاعات است برای ما
06:11
about what the cells are doing within the chips.
136
359992
2597
در مورد اینکه سلولها درداخل تراشه ها چه کاری انجام می دهند
06:14
It tells us that these cells
137
362589
2259
به ما می گوید که این سلولها
06:16
from the small airways in our lungs,
138
364848
2311
از کوچکترین مسیرهای انتقال هوا در ریه های ما،
06:19
actually have these hairlike structures
139
367159
1751
در واقع سازه هایی مانند مو دارند
06:20
that you would expect to see in the lung.
140
368910
2008
که شما انتظار دارید در ریه ها ببینید.
06:22
These structures are called cilia,
141
370918
1465
این سازه ها مژه نامیده می شوند،
06:24
and they actually move the mucus out of the lung.
142
372383
2910
که وظیفه ی اصلیشون این است که مخاط را به خارج از شش ها منتقل کنند.
06:27
Yeah. Mucus. Yuck.
143
375293
1539
بله. مخاط را . اوه
06:28
But mucus is actually very important.
144
376832
2440
اما مخاط ها بسیار مهم هستند.
06:31
Mucus traps particulates, viruses,
145
379272
2581
این مخاط ها ذرات، ویروسها،
06:33
potential allergens,
146
381853
1459
الرژن های بالقوه را به دام می اندازند،
06:35
and these little cilia move
147
383312
1601
ووتحرک این مژه های بسیار کوچک
06:36
and clear the mucus out.
148
384913
2250
مخاط ها را تمیز می کند.
06:39
When they get damaged, say,
149
387163
1912
وقتی هم که این مژه ها آسیب می بینند، باید بگم
06:41
by cigarette smoke for example,
150
389075
2419
برای مثال توسط دود سیگار
06:43
they don't work properly,
and they can't clear that mucus out.
and they can't clear that mucus out.
151
391494
2808
به درستی وظیفه شان را انجام نمی دهند و نمی توانند مخاط را تمیز کنند.
06:46
And that can lead to diseases such as bronchitis.
152
394302
3817
که این امر می تواند منجر به بیماری هایی همانند برونشیت شود.
06:50
Cilia and the clearance of mucus
153
398119
2647
مژه ها و تمیزی مخاط ها
06:52
are also involved in awful diseases like cystic fibrosis.
154
400766
4461
در بیماریهای مهلکی همانند فیبروسیس سیستیک نیز نقش بازی می کنند.
06:57
But now, with the functionality
that we get in these chips,
that we get in these chips,
155
405227
3550
اما حالا، با قابلیتی که ما در این تراشه ها قرار داده ایم،
07:00
we can begin to look
156
408777
1824
می توانیم شروع به جستجو برای
07:02
for potential new treatments.
157
410601
2513
درمانهای جدید بالقوه ای بکنیم.
07:05
We didn't stop with the lung on a chip.
158
413114
1952
ماتحقیقاتمان را برروی ریه برروی تراشه را متوقف نکردیم.
07:07
We have a gut on a chip.
159
415066
1884
ما احشاء دیگر را نیز بر تراشه قرار داده ایم.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
می توانید اینجا ببینید.
07:10
And we've put intestinal human cells
161
418980
3226
ما سلولهای روده انسان را نیز
07:14
in a gut on a chip,
162
422206
1905
در این تراشه ها قرار داده ایم
07:16
and they're under constant peristaltic motion,
163
424111
2837
که تحت حرکات دودی ثابتی هستند،
07:18
this trickling flow through the cells,
164
426948
3191
این نفود جریان از طریق سلولها انجام می شود،
07:22
and we can mimic many of the functions
165
430139
2558
و ما می توانیم بسیاری از علمکرهای سلولها را مدل سازی کنیم
07:24
that you actually would expect to see
166
432697
2263
که شما می توانید آنها را اینجا مشاهده نمایید
07:26
in the human intestine.
167
434960
1693
در روده انسانی.
07:28
Now we can begin to create models of diseases
168
436653
3791
حالا ما شروع می کنیم به ساختن مدل بیماری ها
07:32
such as irritable bowel syndrome.
169
440444
2410
مثل سندرم روده تحریک پذیر.
07:34
This is a disease that affects
170
442854
2082
نوعی بیماری است که
07:36
a large number of individuals.
171
444936
1911
بسیاری از فراد را درگیر کرده است.
07:38
It's really debilitating,
172
446847
1774
واقعا یک عامل ناتوان کننده ای است،
07:40
and there aren't really many good treatments for it.
173
448621
3942
و هنوز درمانهای موثری برای این بیماری وجود ندارد.
07:44
Now we have a whole pipeline
174
452563
2302
حالا ما تمام لوله های
07:46
of different organ chips
175
454865
2279
تراشه های ارگانهای مختلف را در اختیار داریم
07:49
that we are currently working on in our labs.
176
457144
3732
که در حال حاضر در لابراتوآرهای خودمان بر روی آنها کار می کنیم.
07:52
Now, the true power of this technology, however,
177
460876
3419
حالا، قدرت واقعی این تکنولوژی،
07:56
really comes from the fact
178
464295
2125
واقعا از این حقیقت نشات می گیرد که
07:58
that we can fluidically link them.
179
466420
2545
ما می توانیم سیال وار اینها را به هم متصل نماییم.
08:00
There's fluid flowing across these cells,
180
468965
1947
جریان سیالی در بین سلولها وجود دارد،
08:02
so we can begin to interconnect
181
470912
2079
بنابراین ما میتوانیم کار اتصال
08:04
multiple different chips together
182
472991
2862
چندین تراشه را بهم شروع کنیم
08:07
to form what we call a virtual human on a chip.
183
475853
4213
برای شکل دادن چیزی که ما آنها را "انسان مجازی بر روی تراشه ها" می نامیم.
08:12
Now we're really getting excited.
184
480066
3009
در اینجاست که ما هیجان زده می شویم.
08:15
We're not going to ever recreate
a whole human in these chips,
a whole human in these chips,
185
483075
4095
ما هیچوقت قصدا نداریم تا همه ی یک انسان را بر روی این تراشه ها دوباره خلق کنیم
08:19
but what our goal is is to be able to recreate
186
487170
4169
هدف ما این است تا بتوانیم میزان
08:23
sufficient functionality
187
491339
2013
کافی از عملکردها را از نو خلق کنیم
08:25
so that we can make better predictions
188
493352
2360
تا بتوانیم پیش بینی های بهتری داشته باشیم
08:27
of what's going to happen in humans.
189
495712
2214
از آنچه درانسان رخ می دهد
08:29
For example, now we can begin to explore
190
497926
2924
برای مثال، حالا می توانیم شروع به کشف هایی بکنیم
08:32
what happens when we put
a drug like an aerosol drug.
a drug like an aerosol drug.
191
500850
3434
که چه اتفاقی می افتد وقتی که ما دارو های اسپری مانندی استفاده می کنیم.
08:36
Those of you like me who have asthma,
when you take your inhaler,
when you take your inhaler,
192
504284
2986
در میان شما آنهایی که شبیه من به آسم مبتلا هستند زمانی که از اسپری خودتان استفاده میکنید،
08:39
we can explore how that drug comes into your lungs,
193
507270
2926
می توانیم کشف کنیم که چگونه این دارو وارد شش های شما می شوند،
08:42
how it enters the body,
194
510196
1626
چطور وارد بدن می شود،
08:43
how it might affect, say, your heart.
195
511822
1754
به چه صورتی تاثیر خود را برای مثل بر قلب شما می گذارد.
08:45
Does it change the beating of your heart?
196
513576
1908
آیا این دارو بر روی ضربان قلب شما هم اثر می گذارد؟
08:47
Does it have a toxicity?
197
515484
1641
آیا سمی‌ست؟
08:49
Does it get cleared by the liver?
198
517125
2008
آیا توسط کبد تصفیه می شود؟
08:51
Is it metabolized in the liver?
199
519133
2152
یا در داخل کبد دگرگون می شود؟
08:53
Is it excreted in your kidneys?
200
521285
1891
یا توسط کلیه ها دفع می گردند؟
08:55
We can begin to study the dynamic
201
523176
2212
ما می توانیم مطالعاتمان را در خصوص
08:57
response of the body to a drug.
202
525388
2625
واکنشهای پویای بدن به دارو ها شروع کنیم
09:00
This could really revolutionize
203
528028
1919
و این واقعا انقلابی به پا می کند
09:01
and be a game changer
204
529947
1649
که می تواند شرایط بازی را تغییر دهد
09:03
for not only the pharmaceutical industry,
205
531596
2938
نه تنها برای صنایع دارو سازی،
09:06
but a whole host of different industries,
206
534534
2373
بلکه برای تمام میزبانان صنایع مختلف،
09:08
including the cosmetics industry.
207
536907
2400
از جمله صنایع آرایشی
09:11
We can potentially use the skin on a chip
208
539307
2882
بصورت بلقوه می توانیم پوست را در داخل این تراشه ها قرار بدهیم
09:14
that we're currently developing in the lab
209
542189
1961
که درحال حاضر درداخل لابراتوآرهای خود در حال گسترش آن هستیم
09:16
to test whether the ingredients in those products
210
544150
2554
که تست کنیم که مواد تشکیل دهند این محصولات
09:18
that you're using are actually
safe to put on your skin
safe to put on your skin
211
546704
3283
که شما استفاده می کنید واقعا ایمن هستند که بر روی پوست خود می مالید
09:21
without the need for animal testing.
212
549987
2689
بدون اینکه نیازی به تست های حیوانی وجود داشته باشد.
09:24
We could test the safety
213
552676
1944
ما می توانیم سلامتی
09:26
of chemicals that we are exposed to
214
554620
2253
این مواد شیمیایی را که در معرض شان هستیم آزمایش کنیم
09:28
on a daily basis in our environment,
215
556873
1914
بصورت روزانه در محیط های خودمان،
09:30
such as chemicals in regular household cleaners.
216
558787
3731
مثل مواد شیمیایی که در شوینده های خانگی مورد استفاده قرار می گیرند.
09:34
We could also use the organs on chips
217
562518
3202
ما همچنین می توانیم ارگانهایی در این تراشه های استفاده کنیم
09:37
for applications in bioterrorism
218
565720
2779
برای مقاصد بیو تروریزم
09:40
or radiation exposure.
219
568499
2571
یا در معرض تابش اشعه ها
09:43
We could use them to learn more about
220
571070
3350
ما می توانیم از این تراشه برای یادگیری بیشتر
09:46
diseases such as ebola
221
574420
3044
در خصوص بیماری هایی شبیه ابولا استفاده کنیم
09:49
or other deadly diseases such as SARS.
222
577464
3892
یا بیماری های مرگ آور دیگری شبیه سارس.
09:53
Organs on chips could also change
223
581356
1838
این ارگانها در تراشه می توانند
09:55
the way we do clinical trials in the future.
224
583194
3374
مسیر آزمایشات بالینی ما را در آینده تغییر دهند.
09:58
Right now, the average participant
225
586568
2587
همین حالا، متوسط شرکت کنندگان در
10:01
in a clinical trial is that: average.
226
589155
3370
آزمایشات کلینیکی متوسط است.
10:04
Tends to be middle aged, tends to be female.
227
592525
3326
اکثرا سنین میانی و اکثرا زنها هستند.
10:07
You won't find many clinical trials
228
595851
2472
خیلی آزمایشات بالینی پیدا نمی کنید
10:10
in which children are involved,
229
598323
1515
که در آنها بچه ها شرکت داده شوند،
10:11
yet every day, we give children medications,
230
599838
3547
و هر روز ما به کودکان دارو می دهیم،
10:15
and the only safety data we have on that drug
231
603385
3746
و تنها اطلاعات ایمنی که در مورد آن دارو داریم
10:19
is one that we obtained from adults.
232
607131
3074
اطلاعاتی هستند که ما از بزرگتر ها بدست آورده ایم.
10:22
Children are not adults.
233
610205
1794
کودکان همانند بزرگ سالان نیستند.
10:23
They may not respond in the same way adults do.
234
611999
3133
ممکن است که همانند بزرگسالان پاسخ های یکسانی به داروها ندهند.
10:27
There are other things like genetic differences
235
615132
2412
در این میان تفاوت های ژنتیکی هم وجود دارند
10:29
in populations
236
617544
1433
در میان افراد جامعه
10:30
that may lead to at-risk populations
237
618977
3106
که ممکن است ما را به سمت ریسک جمعیتی سوق دهند
10:34
that are at risk of having an adverse drug reaction.
238
622083
3437
که این ریسک ممکن است پاسخ های متضاد دارویی داشته باشند.
10:37
Now imagine if we could take cells
from all those different populations,
from all those different populations,
239
625520
3389
حالا تصور کنید که بتوانیم سلولهایی از همه ی گونه های جمعیتی بدست بیاوریم
10:40
put them on chips,
240
628919
1908
و آنها را در داخل این تراشه ها قرار بدهیم،
10:42
and create populations on a chip.
241
630827
1964
و این جمعیت را در داخل این تراشه ها خلق کنیم
10:44
This could really change the way
242
632791
1838
این مسئله واقعا می تواند مسیر
10:46
we do clinical trials.
243
634629
2069
آزمایشات بالینی ما را تغییر دهد.
10:48
And this is the team and the people
that are doing this.
that are doing this.
244
636698
2832
این فراد تیمی هستند که این کار مهم را را انجام داده اند.
10:51
We have engineers, we have cell biologists,
245
639530
3257
ما مهندسانی داریم، زیست شناسان سلولی داریم
10:54
we have clinicians, all working together.
246
642787
3774
ما محققان بالینی داریم که با هم کار می کنند.
10:58
We're really seeing something quite incredible
247
646561
1926
ما شاهد اتفاقات بسیار شگفت انگیزی
11:00
at the Wyss Institute.
248
648487
1605
در موسسه ویسس هستیم.
11:02
It's really a convergence of disciplines,
249
650092
2171
یک همگرایی در گرایش ها بوجود امده است،
11:04
where biology is influencing the way we design,
250
652263
3720
که زیست شناسی بر روی طراحی های ما تاثیر می گذارد،
11:07
the way we engineer, the way we build.
251
655983
2662
مسیری که ما مهندسی می کنیم، راهی که می سازیم
11:10
It's pretty exciting.
252
658645
1403
کاملا هیجان انگیز است.
11:12
We're establishing important industry collaborations
253
660048
3564
ما درشرف ایجاد همکاریهای صنعتی مهمی هستیم
11:15
such as the one we have with a company
254
663612
3373
همانند فعالیتی که با یک شرکتی در دست داریم
11:18
that has expertise in large-scale
digital manufacturing.
digital manufacturing.
255
666985
3599
که تخصص در ساخت دیجیتالهایی در اندازه های بزرگ دارد
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
این شرکت قرار است که به ما در این مسیر کمک کند
11:24
instead of one of these,
257
672603
1526
به جای یکی از اینها،
11:26
millions of these chips,
258
674129
1583
میلیون ها تراشه بسازند،
11:27
so that we can get them into the hands
259
675712
1669
بنابراین ما می توانیم این تراشه ها را
11:29
of as many researchers as possible.
260
677381
2889
به دست محققان بسیاری برسانیم.
11:32
And this is key to the potential of that technology.
261
680270
4216
و این کلید بالقوه این تکنولوژی است.
11:36
Now let me show you our instrument.
262
684486
2537
حالا اجازه بدهید ابزارمان را به شما نشان بدهم.
11:39
This is an instrument that our engineers
263
687023
1989
این وسیله ای است که مهندسان ما
11:41
are actually prototyping right now in the lab,
264
689012
2618
درحال حاضر در لابراتوآرنمونه سازی کرده اند،
11:43
and this instrument is going to give us
265
691630
2309
و این وسیله قرار است تا به ما
11:45
the engineering controls that we're going to require
266
693939
2459
کنترل مهندسی بدهد که بتوانیم
11:48
in order to link 10 or more organ chips together.
267
696398
4168
ده تا تراشه یا بیشتر را بهم متصل نماییم
11:52
It does something else that's very important.
268
700566
2229
این وسیله کار بسیار مهم دیگری نیز انجام می دهد.
11:54
It creates an easy user interface.
269
702795
2844
این وسیله یک رابط کاربری آسانی را می سازد.
11:57
So a cell biologist like me can come in,
270
705639
2990
که یک زیست شناس سلولی شبیه من می تواند بیاید،
12:00
take a chip, put it in a cartridge
271
708629
2008
یک تراشه را بردارد در کارتریج بگذارد
12:02
like the prototype you see there,
272
710637
1932
شبیه نمونه ای که اینجا می بینید،
12:04
put the cartridge into the machine
273
712569
2071
کارتریج را در دستگاه بگذارد
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
دقیقا شبیه کاری که با یک سی دی انجام می دهید،
12:08
and away you go.
275
716128
1132
و برود دنبال کار خودش.
12:09
Plug and play. Easy.
276
717260
2749
خیلی راحت. دوشاخه را بزن به برق و بازی کن.
12:12
Now, let's imagine a little bit
277
720009
2514
حالا، اجاز بدهید کمی تجسم کنیم که
12:14
what the future might look like
278
722523
1379
آینده ممکن است چه شکلی بشود
12:15
if I could take your stem cells
279
723902
2413
اگر من بتوانیم سلولهای بنیادی شما را داشته باشم
12:18
and put them on a chip,
280
726315
1440
و در داخل یک تراشه قرار دهم،
12:19
or your stem cells and put them on a chip.
281
727755
3219
یا سلولهای بنیادین شما را بگیرم و در داخل تراشه قرار بدهم.
12:22
It would be a personalized chip just for you.
282
730974
3501
یک تراشه شخصی که تنها برای شما خواهد بود.
12:26
Now all of us in here are individuals,
283
734475
3208
درحال حاضر همه ما اینجا شخصیت های منفردی هستیم،
12:29
and those individual differences mean
284
737683
2838
و این تفاوت های شخصیتی یعنی
12:32
that we could react very differently
285
740521
2442
اینکه ما می توانیم خیلی متفاوت عکس العمل نشان بدهیم
12:34
and sometimes in unpredictable ways to drugs.
286
742963
4247
و گاهی پاسخ های غیر قابل پیش بینی به دارو ها بدهیم.
12:39
I myself, a couple of years back,
had a really bad headache,
had a really bad headache,
287
747210
4568
من خودم دو سال پیش یک سردرد شدیدی داشتم،
12:43
just couldn't shake it, thought,
"Well, I'll try something different."
"Well, I'll try something different."
288
751778
2413
که نمی توانستم سرم را تکان بدهم تصورش را بکنید، "خب من یک چیز متفاوتی را تست کردم.
12:46
I took some Advil. Fifteen minutes later,
289
754191
2135
یک آسپرین خوردم و پانزده دقیقه بعد
12:48
I was on my way to the emergency room
290
756326
1880
در حال انتقال به اتاق ارژانس بودم
12:50
with a full-blown asthma attack.
291
758206
1893
همراه یک حمله تمام عیار آسم.
12:52
Now, obviously it wasn't fatal,
292
760099
1830
حالا مشخصا این یک حمله مرگبار نبود،
12:53
but unfortunately, some of these
293
761929
3173
اما متاسفانه بعضی از این
12:57
adverse drug reactions can be fatal.
294
765102
3609
عوارض دارویی می توانند مرگبار باشند.
13:00
So how do we prevent them?
295
768711
1941
خب حالا ما چگونه می توانیم از این مسئله جلوگیری کنیم؟
13:02
Well, we could imagine one day
296
770652
2580
خب می توانیم روزی را تصور کنیم
13:05
having Geraldine on a chip,
297
773232
2343
که جرالدین را در تراشه داریم،
13:07
having Danielle on a chip,
298
775575
1749
دانیل را در تراشه داریم،
13:09
having you on a chip.
299
777324
1473
و شما نیز در تراشه خواهید بود.
13:10
Personalized medicine. Thank you.
300
778797
2388
و دارو ها را شخصی سازی کنیم. از شما سپاس گزارم.
13:13
(Applause)
301
781185
4154
(تشویق تماشاگران)
ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcherGeraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.
Why you should listen
Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.
Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com