TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Nina Tandon: l'ingénierie de tissus peut-elle devenir la médecine personnalisée?
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Chacun de nos corps est tout à fait unique, ce qui est une belle pensée jusqu'à ce qu'il s'agisse de traiter une maladie — quand tout le monde réagit différemment, souvent de façon imprévisible, au traitement standard. L'ingénieur de tissus Nina Tandon aborde une solution possible : utiliser des cellules souches pluripotentes pour créer des modèles personnalisés d'organes sur lesquels tester de nouveaux médicaments et traitements, et les stocker sur des puces informatiques. (Appelons cela la médecine extrêmement personnalisée.)
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
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00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
Je voudrais vous montrer une vidéo avec quelques modèles
00:18
I work with.
1
2888
1589
avec lesquels je travaille.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Toutes ont une taille parfaite car elles n'ont pas un gramme de graisse.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
Ais-je dit qu'elles sont magnifiques?
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
Et qu'elles sont des modèles scientifiques? (Rires)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Peut-être vous avez déjà deviné, je suis ingénieur en tissus,
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
et celui-ci est une vidéo sur un coeur battant
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
que j'ai conçu au laboratoire.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
Un jour nous espérons que ces tissus
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
serviront de pièces détachées pour le corps humain.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Mais ce dont je vous parlerai aujourd'hui,
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
c'est la manière dont ces tissus font des modèles géniaux.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Penchons-nous sur la procédure de développement d'un medicament.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Nous devons formuler le médicament, le tester en laboratoire, sur des animaux,
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
et puis faire les essais cliniques, que l'on pourrait appeler tests humains,
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
avant que le medicament soit commercialisé.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Cela coûte beaucoup d'argent, beaucoup de temps,
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
et parfois, même quand le médicament arrive sur le marché,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
il agit de façon imprévisible et s'avère être nuisible.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
Plus l'échec survient tard, pires sont les conséquences.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Tout se résume à deux problèmes. Le premier est que les humains ne sont pas des souris;
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
et le second est que malgré nos similitudes incroyables,
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
les petites différences entre vous et moi
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
ont un impact sur la façon dont nous métabolisons les medicaments
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
et la manière dont ceux-ci nous affectent.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
Et si nous pouvions avoir de meilleurs modèles en laboratoire
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
qui pourraient non seulement nous imiter mieux que des souris
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
mais qui en plus reflèteraient notre diversité?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Voyons comment nous pouvons faire ceci avec l'ingénierie de tissus.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
L'une des technologies clés, qui est vraiment importante,
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
est celle des cellules souches pluripotentes induites.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Elle a été récemment développée au Japon.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
OK, cellules souches pluripotentes induites.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Elles ressemblent beaucoup aux cellules souches des embryons
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
à l'exception des controverses.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
Nous induisons des cellules, par exemple celles de la peau,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
en ajoutant quelques genes, en les cultivant,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
puis en les récoltant.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Elles sont des cellules de peau qui peuvent être transformées,
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
avec une sorte d'amnésie cellulaire, dans un état embryonnaire.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Sans controverse, c'est l'élément "cool" numéro 1.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
Élément cool numéro 2 : avec elles, vous pouvez cultiver n'importe quel type de tissu.
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
Cerveau, cœur, foie, vous développez la photo
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
à partir de vos cellules.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
On peut donc créer un modèle de
votre cœur, de votre cerveau
votre cœur, de votre cerveau
02:23
on a chip.
45
127170
2632
sur une puce.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
Générer des tissus avec une densité et un comportement prédecibles
02:28
is the second piece, and will be really key towards
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132658
2832
est la deuxième partie, clé pour
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
adopter ces modèles à la recherche de nouveaux médicaments.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
Celui-ci est le schéma d'un bioréacteur que nous développons dans notre laboratoire
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
pour créer des tissus d'une manière plus modulaire et plus évolutive.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
Imaginez un version massivement parallèle de ceci
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
avec des milliers de morceaux de tissu humain.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
Cela serait comme avoir un test clinique sur une puce.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Mais une autre chose sur ces cellules souches pluripotentes induites
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
c'est que si nous prenons quelques cellules de peau, disons,
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
de personnes avec une maladie génétique
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
et que nous développons des tissus à partir d'elles,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
nous pouvons en fait utiliser des techniques de développement de tissus
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
pour générer des modèles de ces maladies au laboratoire.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Voici un exemple du laboratoire de Kevin Eggan à Harvard.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Ils ont géneré des neurones
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
à partir de ces cellules souches pluripotentes induites
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
pour des patients atteints de la Maladie de Lou Gehrig,
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
et les ont différenciées comme neurones, et ce qui est incroyable
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
c'est que ces neurones montrent elles aussi des symptômes de la maladie.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Alors, avec des modèles de maladie comme ceux-ci, nous pouvons contre-attaquer
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
plus rapidement que jamais, comprendre la maladie mieux
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
que jamais, et peut-être découvrir des médicaments encore plus rapidement.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
Voici un autre exemple de cellules souche spécifiques à un patient
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
qui ont été conçues pour une personne atteinte de rétinite pigmentaire.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
Il s'agit d'une dégénérescence de la rétine.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
C'est une maladie qui affecte ma famille, et nous espérons
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
que des cellules comme celles-ci nous aideront à trouver un moyen de guérison.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Certaines personnes pensent que ces modèles semblent très bien
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
mais demandent : "Bon, sont-ils aussi bons que les souris?"
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
Après tout, la souris est un organisme complet.
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
avec des réseaux d'organes qui interagissent.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Un médicament pour le cœur peut être métabolisé au foie
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
et quelques sous-produits peuvent être stockés dans la graisse.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
Ne perdez-vous pas tout ça, avec ces modèles de développement de tissus?
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
Ceci est une autre tendance dans le secteur.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
En combinant l'ingénierie des tissus avec la microfluidique,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
le secteur évolue vers
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
un modèle de l'écosystème du corps dans son intégralité,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
avec des systèmes d'organes complets pour être capables de tester
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
la manière qu'a un médicament pour la tension d'affecter votre foie
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
ou, celle qu'a un antidépresseur d'affecter votre cœur.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Ces systèmes sont vraiment difficiles à construire, mais nous commençons à en être capables,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
alors, soyez attentifs.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Mais ceci n'est pas tout, car une fois qu'un médicament est approuvé,
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
l'ingénierie de tissus peut en fait nous aider à développer des traitement plus personnalisés.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
Ceci est un exemple qui pourrait vous toucher un jour,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
même si j'espère que ce ne sera jamais le cas.
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
Imaginez que vous receviez un appel
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
pour annoncer la mauvaise nouvelle que vous pourriez être atteint d'un cancer.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
Ne préféreriez-vous pas savoir si les medicaments que vous allez prendre
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
guériront votre maladie ?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
Voici un exemple du laboratoire de Karen Burg, où ils sont en train
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
d'utiliser des technologies de jet d'encre pour imprimer des cellules de cancer du sein
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
et étudier leurs progressions et leurs traitements.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
Et quelques collègues chez Tufts sont en train de mixer des modèles
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
comme ceux-ci, avec des os crées grâce à l'ingénierie de tissus, pour regarder comment le cancer
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
pourrait se propager d'une partie du corps à une autre,
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
et vous pouvez imaginer que ce type de puces multi-tissus
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
seront la prochaine génération de ce type d'étude.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
Pensez aux modèles que nous venons d'aborder,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
vous pouvez voir qu'à long terme l'ingénierie de tissus
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
est prête à révolutionner la création de médicaments
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
à chaque étape du processus :
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
la modélisation de maladies pour une meilleur formulation des médicaments,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
des modèles parallèles avec des tissus humains qui aideront à révolutionner les tests de laboratoire,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
réduire les tests sur les animaux et les êtres humains des essais cliniques,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
et les thérapies individuelles qui perturberont
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
ce que nous avons même consideré comme un marché.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
Essentiellement, nous accélérons le retour
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
entre le développement de molécules et la connaissance de
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
leurs effets dans le corps humain.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Notre processus pour ceci est la projection
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
de la biotechnologie et de la pharmacologie dans la technologie de l'information,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
nous aidant à découvrir et évaluer des médicaments, plus rapidement,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
à un coût inférieur et plus efficacement.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
Ceci donne une nouvelle signification aux modèles contre les tests sur des animaux, n'est-ce pas?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Merci.
(Applaudissements)
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcherNina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.
Why you should listen
Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Nina Tandon | Speaker | TED.com