TEDGlobal 2013
Molly Stevens: A new way to grow bone
Molly Stevens: Une nouvelle façon de réparer l'os
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Que faut-il pour regénérer l'os dans de grandes quantités ? La regénération osseuse typique - où l'os est prelevé de la hanche du patient et greffé sur l'os endommagé ailleurs dans le corps - connaît des limites et peut causer d'atroces douleurs à peine quelques années après l'opération. Dans cette intervention informative, Molly Stevens nous explique une nouvelle technique d'utilisation de cellules souches qui exploite la capacité inhérente de l'os à se regénérer et à produire de grandes quantités de tissu osseux de façon indolore.
Molly Stevens - Biomaterials researcher
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio
Molly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue. Full bio
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00:12
As humans, it's in our nature
0
462
1699
Nous autres, êtres humains, c'est dans notre nature
00:14
to want to improve our health
and minimize our suffering.
and minimize our suffering.
1
2161
3294
de vouloir améliorer notre santé
et minimiser notre souffrance.
et minimiser notre souffrance.
00:17
Whatever life throws at us,
2
5455
1667
Qu'importe ce que la vie nous réserve,
00:19
whether it's cancer, diabetes, heart disease,
3
7122
2465
que ce soit le cancer, le diabète,
une maladie cardiaque
une maladie cardiaque
00:21
or even broken bones, we want to try and get better.
4
9587
3192
ou même des os cassés,
nous essayons toujours d'aller mieux.
nous essayons toujours d'aller mieux.
00:24
Now I'm head of a biomaterials lab,
5
12779
2483
Je suis responsable d'un laboratoire
de biomatériaux
de biomatériaux
00:27
and I'm really fascinated by the way that humans
6
15262
2740
et je suis fascinée par la créativité
00:30
have used materials in really creative ways
7
18002
2468
dont les hommes ont constamment fait preuve
00:32
in the body over time.
8
20470
2744
dans l'utilisation de ces matériaux
dans le corps humain.
dans le corps humain.
00:35
Take, for example, this beautiful blue nacre shell.
9
23214
3646
Prenez, par exemple,
ce beau coquillage nacré.
ce beau coquillage nacré.
00:38
This was actually used by the Mayans
10
26860
1882
Les Mayas l'utilisaient
00:40
as an artificial tooth replacement.
11
28742
3539
comme dent artificielle.
00:44
We're not quite sure why they did it.
12
32281
1633
Nous ne sommes pas vraiment sûrs
de savoir pourquoi.
de savoir pourquoi.
00:45
It's hard. It's durable.
13
33914
2576
C'est dur. C'est résistant.
00:48
But it also had other very nice properties.
14
36490
4118
Mais ça a aussi d'autres vertus
plutôt intéressantes.
plutôt intéressantes.
00:52
In fact, when they put it into the jawbone,
15
40608
2280
En effet, quand ils la mettaient
dans la mâchoire,
dans la mâchoire,
00:54
it could integrate into the jaw,
16
42888
2907
cela pouvait s'intégrer ensemble,
00:57
and we know now with very sophisticated
17
45795
2098
and nous savons maintenant
avec les techniques d'imagerie numérique
avec les techniques d'imagerie numérique
00:59
imaging technologies
18
47893
1673
très sophistiquées aujourd'hui,
01:01
that part of that integration comes from the fact
19
49566
2349
que l'intégration vient en partie du fait
01:03
that this material is designed
20
51915
1687
que le matériau est conçu
01:05
in a very specific way, has a beautiful chemistry,
21
53602
2819
de manière très spécifique,
01:08
has a beautiful architecture.
22
56421
2228
que sa chimie a une superbe architecture.
01:10
And I think in many ways we can sort of think
23
58649
1752
Je pense qu'à bien des égards,
nous pouvons presque
nous pouvons presque
01:12
of the use of the blue nacre shell and the Mayans
24
60401
3007
considérer les Mayas et leur utilisation
du coquillage bleu nacré
du coquillage bleu nacré
01:15
as the first real application
25
63408
1520
comme la vraie première application
01:16
of the bluetooth technology.
26
64928
2295
de la technologie Bluetooth.
01:19
(Laughter)
27
67223
1462
(Rires)
01:20
But if we move on and think throughout history
28
68685
4393
Mais si on continue et on réflechit à la façon
dont, au cours de l'histoire,
dont, au cours de l'histoire,
01:25
how people have used different
materials in the body,
materials in the body,
29
73078
2984
les gens ont utilisé différents matériaux
dans le corps humain,
dans le corps humain,
01:28
very often it's been physicians
30
76062
1714
bien souvent ce sont les médecins
01:29
that have been quite creative.
31
77776
1392
qui ont été les plus créatifs.
01:31
They've taken things off the shelf.
32
79168
1968
Ils ont dépoussiéré les choses.
01:33
One of my favorite examples
33
81136
1885
L'un de mes exemples préférés,
01:35
is that of Sir Harold Ridley,
34
83036
3242
c'est Sir Harold Ridley,
01:38
who was a famous ophthalmologist,
35
86278
2138
qui était un ophtalmologiste célèbre,
01:40
or at least became a famous ophthalmologist.
36
88416
2568
ou qui, du moins, est devenu
un ophtamologue célèbre.
un ophtamologue célèbre.
01:42
And during World War II, what he would see
37
90984
1927
Et pendant la 2nde Guerre Mondiale,
ce qu'il voyait,
ce qu'il voyait,
01:44
would be pilots coming back from their missions,
38
92911
2852
c'était des pilotes qui revenaient de mission,
01:47
and he noticed that within their eyes
39
95763
1752
et il remarquait qu'ils avaient
01:49
they had shards of small bits of material
40
97515
2940
des éclats de petits matériaux
01:52
lodged within the eye,
41
100455
1520
logés dans l'oeil,
01:53
but the very interesting thing about it
42
101975
1699
mais ce qui était vraiment intéressant,
01:55
was that material, actually, wasn't causing
43
103674
2293
c'est qu'en réalité, ce matériau
n'entraînait pas de
n'entraînait pas de
01:57
any inflammatory response.
44
105967
2013
réaction inflammatoire.
01:59
So he looked into this, and he figured out
45
107980
2339
Alors il fit des recherches et il réalisa
02:02
that actually that material was little shards of plastic
46
110319
2604
qu'en fait, ce matériau était
des petits éclats de plastique
des petits éclats de plastique
02:04
that were coming from the canopy of the Spitfires.
47
112923
2739
provenant de la carcasse des Spitfires.
02:07
And this led him to propose that material
48
115662
2401
Et ça l'a conduit à proposer ce matériau
02:10
as a new material for intraocular lenses.
49
118063
2762
comme un nouveau matériau
pour les lentilles intraoculaires.
pour les lentilles intraoculaires.
02:12
It's called PMMA, and it's now used
50
120825
2105
Ce sont les PMMA, c'est maintenant utilisé
02:14
in millions of people every year
51
122930
1802
sur des millions de personnes chaque année
02:16
and helps in preventing cataracts.
52
124732
2769
et ça permet d'éviter les cataractes.
02:19
And that example, I think, is a really nice one,
53
127501
2309
Et cet exemple est un très bel exemple
02:21
because it helps remind us that in the early days,
54
129810
2435
parce que ça nous rappelle qu'au tout début,
02:24
people often chose materials
55
132245
1953
les gens choisissaient ces matériaux
02:26
because they were bioinert.
56
134198
1885
parce qu'ils étaient bioinertes.
02:28
Their very purpose was to
perform a mechanical function.
perform a mechanical function.
57
136083
3512
Leur finalité est de d'accomplir
une fonction mécanique.
une fonction mécanique.
02:31
You'd put them in the body
58
139595
1450
Vous les mettiez dans le corps
02:33
and you wouldn't get an adverse response.
59
141045
2164
et vous n'aviez pas de réaction de rejet.
02:35
And what I want to show you is that
60
143209
1668
Et je veux vous montrer
02:36
in regenerative medicine,
61
144877
1381
qu'en médécine régénérative,
02:38
we've really shifted away from that idea
62
146258
1824
nous nous sommes vraiment éloignés
de cette idée
de cette idée
02:40
of taking a bioinert material.
63
148082
1913
d'utiliser du matériau bioinerte.
02:41
We're actually actively looking for materials
64
149995
2289
A présent nous recherchons activement
des matériaux
des matériaux
02:44
that will be bioactive, that will interact with the body,
65
152284
2968
qui sont bioactifs, qui pourront interagir
avec le corps,
avec le corps,
02:47
and that furthermore we can put in the body,
66
155252
2327
et que nous pourrons en plus
mettre dans le corps,
mettre dans le corps,
02:49
they'll have their function,
67
157579
1449
ils auront leur fonction,
02:51
and then they'll dissolve away over time.
68
159028
4550
puis ils se dissolveront avec le temps.
02:55
If we look at this schematic,
69
163578
1933
Si nous regardons ce schéma,
02:57
this is showing you what we think of
70
165511
1601
il vous montre ce que nous considérons
02:59
as the typical tissue-engineering approach.
71
167112
2137
comme l'approche typique en genie tissulaire.
03:01
We have cells there, typically from the patient.
72
169249
2844
Nous avons ici des cellules, provenant
d'habitude du patient.
d'habitude du patient.
03:04
We can put those onto a material,
73
172093
1882
Nous pouvons les mettre sur un matériau,
03:05
and we can make that material
very complex if we want to,
very complex if we want to,
74
173975
2708
et nous pouvons en faire quelque chose
de très complexe si nous le voulons,
de très complexe si nous le voulons,
03:08
and we can then grow that up in the lab
75
176708
2170
et nous pouvons cultiver ça en laboratoire
03:10
or we can put it straight back into the patient.
76
178878
2515
ou nous pouvons le remettre
directement dans le patient.
directement dans le patient.
03:13
And this is an approach that's
used all over the world,
used all over the world,
77
181393
2451
Et cette approche qui est utilisée
partout dans le monde,
partout dans le monde,
03:15
including in our lab.
78
183844
3523
y compris dans notre laboratoire.
03:19
But one of the things that's really important
79
187367
2457
Mais une chose vraiment importante
03:21
when we're thinking about stem cells
80
189824
1878
quand nous pensons aux cellules souches
03:23
is that obviously stem cells
can be many different things,
can be many different things,
81
191702
2579
c'est que les cellules souches peuvent
évidemment être différentes,
évidemment être différentes,
03:26
and they want to be many different things,
82
194281
1764
et elles veulent se transformer en différentes choses,
03:28
and so we want to make sure that the environment
83
196045
1876
alors nous voulons faire en sorte
que l'environnement
que l'environnement
03:29
we put them into has enough information
84
197921
2350
dans lequel nous les mettons
ait assez d'informations
ait assez d'informations
03:32
so that they can become the right sort
85
200271
1996
pour qu'elles deviennent la variété correcte
03:34
of specialist tissue.
86
202267
2686
de tissus spécialisés.
03:36
And if we think about the different types of tissues
87
204953
3063
Et quand nous pensons aux
différents types de tissus
différents types de tissus
03:40
that people are looking at regenerating
88
208016
2019
que les gens observent,
en train de se régénérer,
en train de se régénérer,
03:42
all over the world, in all the
different labs in the world,
different labs in the world,
89
210035
2311
à travers le monde,
dans les différents labos du monde,
dans les différents labos du monde,
03:44
there's pretty much every tissue you can think of.
90
212346
2936
il y a à peu près tous les variétés de tissus
auxquels vous pouvez penser.
auxquels vous pouvez penser.
03:47
And actually, the structure of those tissues
91
215282
1622
Et en fait, la structure de ces tissus
03:48
is quite different, and it's going to really depend
92
216904
2614
est assez différente, et cela dépend surtout
03:51
on whether your patient has any underlying disease,
93
219518
2418
si votre patient a une maladie sous-jacente,
03:53
other conditions, in terms of how
94
221936
3050
s'il a d'autres conditions, comment
03:56
you're going to regenerate your tissue,
95
224986
1561
vous allez regénérer votre tissu,
03:58
and you're going to need to think about the materials
96
226547
1985
et vous n'allez pas avoir besoin
de penser longuement
de penser longuement
04:00
you're going to use really carefully,
97
228532
2054
aux matériaux que vous allez utilisés,
04:02
their biochemistry, their mechanics,
98
230586
1725
leur biochimie, leur mécanique,
04:04
and many other properties as well.
99
232311
3738
et de même que leurs nombreuses
autres propriétés.
autres propriétés.
04:08
Our tissues all have very
different abilities to regenerate,
different abilities to regenerate,
100
236049
3300
Nos tissus ont tous des capacités
différentes de regénération,
différentes de regénération,
04:11
and here we see poor Prometheus,
101
239349
1742
et ici nous voyons le pauvre Prométhée,
04:13
who made a rather tricky career choice
102
241091
3093
qui a fait un choix de carrière
plutôt difficile
plutôt difficile
04:16
and was punished by the Greek gods.
103
244184
2934
et qui a été puni par les dieux grecs.
04:19
He was tied to a rock, and an eagle would come
104
247118
2321
Il était attaché à un rocher,
et un aigle venait
et un aigle venait
04:21
every day to eat his liver.
105
249439
1603
tous les jours manger son foie.
04:23
But of course his liver would regenerate every day,
106
251042
2267
Mais bien sûr, le foie
se regénérait tous les jours,
se regénérait tous les jours,
04:25
and so day after day he was punished
107
253309
2272
et donc jour après jour il était puni
04:27
for eternity by the gods.
108
255581
5797
pour l'éternité par les dieux.
04:33
And liver will regenerate in this very nice way,
109
261378
3880
Et le foie se regénérera de cette façon,
04:37
but actually if we think of other tissues,
110
265258
1776
mais si nous pensons en fait
aux autres tissus,
aux autres tissus,
04:39
like cartilage, for example,
111
267034
1769
comme le cartilage, par exemple,
04:40
even the simplest nick and you're going to find it
112
268803
2056
la moindre entaille rendrait très difficile
04:42
really difficult to regenerate your cartilage.
113
270859
2443
la regénération de votre cartilage.
04:45
So it's going to be very different from tissue to tissue.
114
273302
3114
Donc ça va être différent de tissu en tissu.
04:48
Now, bone is somewhere in between,
115
276416
2800
L'os est quelque part au milieu,
04:51
and this is one of the tissues
that we work on a lot in our lab.
that we work on a lot in our lab.
116
279216
2900
et c'est un des tissus
sur lesquels nous travaillons au labo.
sur lesquels nous travaillons au labo.
04:54
And bone is actually quite good at repairing.
117
282116
1984
L'os sait très bien se réparer.
04:56
It has to be. We've probably all had fractures
118
284100
2013
C'est obligé. Nous avons tous eu
des fractures
des fractures
04:58
at some point or other.
119
286113
1812
à un moment ou un autre.
04:59
And one of the ways that you can think
120
287925
2157
Et une des façons possibles
05:02
about repairing your fracture
121
290082
1689
de réparer une fracture
05:03
is this procedure here, called
an iliac crest harvest.
an iliac crest harvest.
122
291771
2827
est cette procédure, appelée
prélèvement de la crête iliaque.
prélèvement de la crête iliaque.
05:06
And what the surgeon might do
123
294598
1666
Ce que va faire le chirurgien,
05:08
is take some bone from your iliac crest,
124
296264
3195
c'est prendre un peu d'os
de votre crête iliaque,
de votre crête iliaque,
05:11
which is just here,
125
299459
1378
qui est juste ici,
05:12
and then transplant that
somewhere else in the body.
somewhere else in the body.
126
300837
2524
et le transplanter
ailleurs dans le corps.
ailleurs dans le corps.
05:15
And it actually works really well,
127
303361
1600
Et ça marche plutôt bien,
05:16
because it's your own bone,
128
304961
1499
puisqu'il s'agit de votre propre os,
05:18
and it's well vascularized,
129
306460
1234
et c'est bien vascularisé,
05:19
which means it's got a really good blood supply.
130
307694
2369
ce qui assure
un bon approvisionnement sanguin.
un bon approvisionnement sanguin.
05:22
But the problem is, there's
only so much you can take,
only so much you can take,
131
310063
2783
Mais le problème c'est que
le corps a ses limites,
le corps a ses limites,
05:24
and also when you do that operation,
132
312846
2923
et quand on fait cette opération,
05:27
your patients might actually have significant pain
133
315769
2539
les patients peuvent avoir des douleurs
05:30
in that defect site even two
years after the operation.
years after the operation.
134
318308
3241
à cet endroit même deux ans
après l'opération.
après l'opération.
05:33
So what we were thinking is,
135
321549
1886
Nous nous disons qu'il y a
05:35
there's a tremendous need
for bone repair, of course,
for bone repair, of course,
136
323435
3149
un énorme besoin
pour la réparation des os, bien sûr,
pour la réparation des os, bien sûr,
05:38
but this iliac crest-type approach
137
326584
2487
mais cette approche de prélèvement osseux
05:41
really has a lot of limitations to it,
138
329071
2432
a pas mal de limites,
05:43
and could we perhaps recreate
139
331503
2234
et nous pourrions peut-être recréer
05:45
the generation of bone within the body
140
333737
2169
la regénération de l'os dans le corps
05:47
on demand and then be able to transplant it
141
335906
3315
sur demande, et puis le transplanter
05:51
without these very, very painful aftereffects
142
339221
4905
sans ces séquelles vraiment douloureuses
05:56
that you would have with the iliac crest harvest?
143
344126
3683
qu'on a avec la méthode crête iliaque ?
05:59
And so this is what we did, and the way we did it
144
347809
2662
C'est ce que nous avons fait,
06:02
was by coming back to this typical tissue-engineering approach
145
350471
3338
nous avons utilisé le génie tissulaire
06:05
but actually thinking about it rather differently.
146
353809
2387
en le considérant de façon bien différente.
06:08
And we simplified it a lot,
147
356196
1919
Nous l'avons beaucoup simplifié,
06:10
so we got rid of a lot of these steps.
148
358115
2051
nous avons éliminé beaucoup d'étapes.
06:12
We got rid of the need to
harvest cells from the patient,
harvest cells from the patient,
149
360166
2374
Nous avons éliminé le besoin
de prélever des cellules du patient,
de prélever des cellules du patient,
06:14
we got rid of the need to put
in really fancy chemistries,
in really fancy chemistries,
150
362540
2917
nous avons éliminé le besoin
d'utiliser plein de produits chimiques,
d'utiliser plein de produits chimiques,
06:17
and we got rid of the need
151
365457
1692
et nous avons éliminé le besoin
06:19
to culture these scaffolds in the lab.
152
367149
2828
de cultiver ces échafaudages tissulaires
en labo.
en labo.
06:21
And what we really focused on
153
369977
2179
Nous nous sommes concentrés sur
06:24
was our material system and making it quite simple,
154
372156
3749
notre système matériel et comment le simplifier,
06:27
but because we used it in a really clever way,
155
375905
2325
et puisque nous l'avons utilisé
de façon intelligente,
de façon intelligente,
06:30
we were able to generate enormous amounts of bone
156
378230
2647
nous avons pu générer
d'énormes quantités d'os
d'énormes quantités d'os
06:32
using this approach.
157
380877
1646
avec cette approche.
06:34
So we were using the body
158
382523
1753
Donc nous utilisions le corps
06:36
as really the catalyst to help us
159
384276
2120
comme un catalyseur pour nous aider
06:38
to make lots of new bone.
160
386396
2543
à fabriquer beaucoup d'os.
06:40
And it's an approach that we call
161
388939
1583
Et c'est cette approche que nous appelons
06:42
the in vivo bioreactor, and we were able to make
162
390522
2811
le bioréacteur in vivo, et nous avons pu
06:45
enormous amounts of bone using this approach.
163
393333
2486
fabriquer beaucoup d'os avec cette approche.
06:47
And I'll talk you through this.
164
395819
1239
Je vais vous expliquer
06:49
So what we do is,
165
397058
2480
comment nous procédons.
06:51
in humans, we all have a layer of stem cells
166
399538
2343
Le corps humain a une couche
de cellules souches
de cellules souches
06:53
on the outside of our long bones.
167
401881
1888
à l'extérieur de nos os longs.
06:55
That layer is called the periosteum.
168
403769
1703
Cette couche s'appelle le périoste.
06:57
And that layer is actually normally
169
405472
2288
Cette couche est normalement
06:59
very, very tightly bound to the underlying bone,
170
407760
2649
très très fermement attachée à l'os,
07:02
and it's got stem cells in it.
171
410409
1432
et contient des cellules souches.
07:03
Those stem cells are really important
172
411841
1419
Ces cellules souches sont très importantes
07:05
in the embryo when it develops,
173
413260
1809
dans l'embryon en développement,
07:07
and they also sort of wake up if you have a fracture
174
415069
2242
et elles se réveillent quand on a une fracture
07:09
to help you with repairing the bone.
175
417311
2861
pour aider à reconstruire l'os.
07:12
So we take that periosteum layer
176
420172
2093
Donc nous avons développé
une façon d'injecter
une façon d'injecter
07:14
and we developed a way to inject underneath it
177
422265
2990
sous cette couche du périoste
07:17
a liquid that then, within 30 seconds,
178
425255
2816
un fluide qui en 30 secondes
07:20
would turn into quite a rigid gel
179
428071
1745
se transforme en un gel assez rigide
07:21
and can actually lift the
periosteum away from the bone.
periosteum away from the bone.
180
429816
3253
et peut soulever le périoste de l'os.
07:25
So it creates, in essence, an artificial cavity
181
433069
3688
Ça va créer une cavité artificielle
07:28
that is right next to both the bone
182
436757
3547
qui est juste à côté de l'os
07:32
but also this really rich layer of stem cells.
183
440304
3701
et de cette riche couche de cellules souches.
07:36
And we go in through a pinhole incision
184
444005
1612
Puis nous faisons une minuscule incision
07:37
so that no other cells from the body can get in,
185
445617
2953
qu'aucune autre cellule ne puisse pénétrer
07:40
and what happens is that that
artificial in vivo bioreactor cavity
artificial in vivo bioreactor cavity
186
448570
4792
et ce qui va se passer, c'est que
cette cavité artificielle du bioréacteur in vivo
cette cavité artificielle du bioréacteur in vivo
07:45
can then lead to the proliferation of these stem cells,
187
453362
2676
va amener une prolifération
de cellules souches,
de cellules souches,
07:48
and they can form lots of new tissue,
188
456038
2086
et elles peuvent former de nouveaux tissus
07:50
and then over time, you can harvest that tissue
189
458124
2318
et après un moment, on les prélève
07:52
and use it elsewhere in the body.
190
460442
2948
et on les utilise ailleurs sur le corps.
07:55
This is a histology slide
191
463390
2144
Voici une histologie
07:57
of what we see when we do that,
192
465534
2170
de ce que nous voyons quand nous le faisons,
07:59
and essentially what we see
193
467704
2517
ce que nous voyons essentiellement
08:02
is very large amounts of bone.
194
470221
1634
ce sont de grandes quantités d'os.
08:03
So in this picture, you can see the middle of the leg,
195
471855
2480
Dans cette image, vous pouvez voir
le milieu d'une jambe,
le milieu d'une jambe,
08:06
so the bone marrow,
196
474335
1501
la moelle osseuse,
08:07
then you can see the original bone,
197
475836
1804
puis vous pouvez voir l'os original,
08:09
and you can see where that original bone finishes,
198
477640
2856
et vous pouvez voir
où cet os original finit,
où cet os original finit,
08:12
and just to the left of that is the new bone
199
480496
2511
et juste à côté il y a le nouvel os
08:15
that's grown within that bioreactor cavity,
200
483007
2037
qui a crû au sein de
cette cavité bioréactrice,
cette cavité bioréactrice,
08:17
and you can actually make it even larger.
201
485044
2431
et vous pouvez même l'agrandir.
08:19
And that demarcation that you can see
202
487475
2627
La démarcation que vous voyez ici
08:22
between the original bone and the new bone
203
490102
2351
entre l'os original et le nouvel os
08:24
acts as a very slight point of weakness,
204
492453
2013
agit légèrement comme un point de faiblesse,
08:26
so actually now the surgeon can come along,
205
494466
2134
donc maintenant le chirurgien
peut intervenir,
peut intervenir,
08:28
can harvest away that new bone,
206
496600
2024
il peut prélever ce nouvel os,
08:30
and the periosteum can grow back,
207
498624
2203
et le périoste peut se regénérer,
08:32
so you're left with the leg
208
500827
1869
et donc le patient se retrouve avec
08:34
in the same sort of state
209
502696
1550
la jambe dans le même état
08:36
as if you hadn't operated on it in the first place.
210
504246
2002
que s'il n'y avait pas eu d'opération.
08:38
So it's very, very low in terms of after-pain
211
506248
3849
Donc les sequelles sont moins douloureuses
08:42
compared to an iliac crest harvest.
212
510097
3855
que pour le prélèvement de la crête iliaque.
08:45
And you can grow different amounts of bone
213
513952
2104
On peut faire pousser différentes quantités d'os
08:48
depending on how much gel you put in there,
214
516056
2019
en fonction de la quantité de gel injecté,
08:50
so it really is an on demand sort of procedure.
215
518075
3202
donc c'est une procédure sur demande.
08:53
Now, at the time that we did this,
216
521277
2202
Au moment où nous avons fait cela,
08:55
this received a lot of attention in the press,
217
523479
3337
ça a attiré l'attention dans la presse,
08:58
because it was a really nice way
218
526816
2431
car c'était une très bonne façon
09:01
of generating new bone,
219
529247
1466
de générer des tissus osseux,
09:02
and we got many, many contacts
220
530713
1995
et nous avons eu beaucoup de messages
09:04
from different people that
were interested in using this.
were interested in using this.
221
532708
2618
de personnes que ça intéressait
d'essayer cette méthode.
d'essayer cette méthode.
09:07
And I'm just going to tell you,
222
535326
1789
Et je dois vous dire que parfois
09:09
sometimes those contacts are very strange,
223
537115
2953
ces contacts sont très étranges,
09:12
slightly unexpected,
224
540068
1860
un peu inattendus,
09:13
and the very most interesting,
225
541928
3062
et extrêmement intéressants.
09:16
let me put it that way, contact that I had,
226
544990
2285
Si je dois dire, le contact que j'ai eu,
09:19
was actually from a team of American footballers
227
547275
3211
venait d'une équipe de rugby américaine
09:22
that all wanted to have double-thickness skulls
228
550486
3380
qui voulait avoir des crânes à double épaisseur
09:25
made on their head.
229
553866
4281
sur leurs têtes.
09:30
And so you do get these kinds of contacts,
230
558156
2724
Donc quand on a ce genre de contacts,
09:32
and of course, being British
231
560880
2617
et bien sûr étant Anglaise,
09:35
and also growing up in France,
232
563497
1754
et ayant grandi en France,
09:37
I tend to be very blunt,
233
565251
2142
j'ai tendance à être très franche,
09:39
and so I had to explain to them very nicely
234
567393
2041
et j'ai dû leur expliquer très gentiment
09:41
that in their particular case,
235
569434
1475
que dans leur cas
09:42
there probably wasn't that much in there
236
570909
2014
il n'y avait pas grand chose à protéger
09:44
to protect in the first place.
237
572923
2988
au départ.
09:47
(Laughter)
238
575911
1570
(Rires)
09:49
(Applause)
239
577481
1253
(Applaudissements)
09:50
So this was our approach,
240
578734
1855
Donc c'était notre approche,
09:52
and it was simple materials,
241
580589
1644
avec des matériaux simples,
09:54
but we thought about it carefully.
242
582233
1987
mais avec une bonne réflexion.
09:56
And actually we know that those cells
243
584220
1620
Nous savons que quand ces cellules
09:57
in the body, in the embryo, as they develop
244
585840
2138
se développent dans l'embryon,
09:59
can form a different kind of tissue, cartilage,
245
587978
3229
elles peuvent former un autre type de tissu,
le cartilage,
le cartilage,
10:03
and so we developed a gel that was slightly different
246
591207
2555
et nous avons élaboré un gel différent
10:05
in nature and slightly different chemistry,
247
593762
2419
en nature et en structure,
10:08
put it in there, and we were able to get
248
596181
2147
nous l'avons injecté, et nous avons eu
10:10
100 percent cartilage instead.
249
598328
2178
du cartilage à 100%.
10:12
And this approach works really well, I think,
250
600506
2008
Cette approche marche plutôt bien, je pense,
10:14
for pre-planned procedures,
251
602514
2482
pour les procédures planifiés à l'avance,
10:16
but it's something you do have to pre-plan.
252
604996
2872
mais ça reste quelque chose à planifier.
10:19
So for other kinds of operations,
253
607868
2268
Pour les autres types d'opérations,
10:22
there's definitely a need for other
254
610136
1697
il y a besoin de d'autres types
10:23
scaffold-based approaches.
255
611833
2503
d'approches à base d'échafaudage.
10:26
And when you think about designing
256
614336
2369
Quand on pense à concevoir
10:28
those other scaffolds, actually,
257
616705
1638
d'autres échafaudages, en fait,
10:30
you need a really multi-disciplinary team.
258
618343
1971
il vous faut une équipe pluri-disciplinaire.
10:32
And so our team has chemists,
259
620314
2065
Donc notre équipe comprend des chimistes,
10:34
it has cell biologists, surgeons, physicists even,
260
622379
3377
des biologistes cellulaires, des chirurgiens,
des physiciens même,
des physiciens même,
10:37
and those people all come together
261
625756
2030
et ces personnes se rassemblent
10:39
and we think really hard about
designing the materials.
designing the materials.
262
627786
2411
et réfléchissent à la conception
des matériaux.
des matériaux.
10:42
But we want to make them have enough information
263
630197
2966
Nous voulons qu'ils aient
assez d'informations
assez d'informations
10:45
that we can get the cells to do what we want,
264
633163
2154
pour faire faire aux cellules ce qu'on veut,
10:47
but not be so complex as to make it difficult
265
635317
2377
sans que ce soit trop complexe
10:49
to get to clinic.
266
637694
1743
pour en rendre l'application difficile.
10:51
And so one of the things we think about a lot
267
639437
2751
Une des choses auxquelles
nous réfléchissons le plus
nous réfléchissons le plus
10:54
is really trying to understand
268
642188
1795
c'est de comprendre
10:55
the structure of the tissues in the body.
269
643983
2377
la structure des tissus dans le corps.
10:58
And so if we think of bone,
270
646360
1660
Si nous pensons à l'os,
11:00
obviously my own favorite tissue,
271
648020
2624
décidémment mon tissu préférer,
11:02
we zoom in, we can see,
272
650644
1557
en zoomant, nous pouvons voir,
11:04
even if you don't know anything
about bone structure,
about bone structure,
273
652201
1882
même si vous ne connaissez rien
à la structure de l'os,
à la structure de l'os,
11:06
it's beautifully organized,
really beautifully organized.
really beautifully organized.
274
654083
2545
que c'est magnifiquement organisé,
très magnifiquement organisé.
très magnifiquement organisé.
11:08
We've lots of blood vessels in there.
275
656628
1887
On voit beaucoup de vaisseaux sanguins.
11:10
And if we zoom in again, we see that the cells
276
658515
2339
Si on zoome encore, on voit que les cellules
11:12
are actually surrounded by a 3D matrix
277
660854
2972
sont en fait entourées d'une matrice 3D
11:15
of nano-scale fibers, and they give a lot
278
663826
2171
de fibres à une échelle nanométrique,
et elles donnent
et elles donnent
11:17
of information to the cells.
279
665997
2182
beaucoup d'information aux cellules.
11:20
And if we zoom in again,
280
668179
1614
Si on zoome encore,
11:21
actually in the case of bone, the matrix
281
669793
2201
dans le cas de l'os, la matrice
11:23
around the cells is beautifully organized
282
671994
2151
autour des cellules est
magnifiquement organisée
magnifiquement organisée
11:26
at the nano scale, and it's a hybrid material
283
674145
2467
à l'échelle nanométrique,
et c'est un matériau hybride
et c'est un matériau hybride
11:28
that's part organic, part inorganic.
284
676612
2584
en partie organique, en partie non-organique.
11:31
And that's led to a whole field, really,
285
679196
2072
Ça a mené à un tout autre domaine
11:33
that has looked at developing materials
286
681268
2391
qui se charge de développer des matériaux
11:35
that have this hybrid kind of structure.
287
683659
2748
pour ce genre de structure hybride.
11:38
And so I'm showing here just two examples
288
686407
3278
Je montre ici que deux exemples
11:41
where we've made some materials
that have that sort of structure,
that have that sort of structure,
289
689685
3120
où nous avons fabriqué quelques matériaux
qui ont ce genre de structure,
qui ont ce genre de structure,
11:44
and you can really tailor it.
290
692805
1438
et comment le fabriquer sur mesure.
11:46
You can see here a very squishy one
291
694243
2064
Celui-ci est très spongieux
11:48
and now a material that's also
this hybrid sort of material
this hybrid sort of material
292
696307
4099
et maintenant un matériau qui
est aussi hybride
est aussi hybride
11:52
but actually has remarkable toughness,
293
700406
1947
mais qui est assez résistant,
11:54
and it's no longer brittle.
294
702369
1460
et il n'est plus fragile.
11:55
And an inorganic material
would normally be really brittle,
would normally be really brittle,
295
703829
2456
C'est un matériau non-organique
qui serait normalement fragile,
qui serait normalement fragile,
11:58
and you wouldn't be able to have
296
706285
1440
et qui n'aurait pas
11:59
that sort of strength and toughness in it.
297
707725
2188
ce genre de résistance.
12:01
One other thing I want to quickly mention is that
298
709913
2489
Ce que je voulais mentionner d'autre
c'est que
c'est que
12:04
many of the scaffolds we make
are porous, and they have to be,
are porous, and they have to be,
299
712402
2715
beaucoup des échafaudages que nous faisons
sont poreux, ils doivent l'être,
sont poreux, ils doivent l'être,
12:07
because you want blood vessels to grow in there.
300
715117
2103
pour que les vaisseux sanguins y poussent.
12:09
But the pores are actually oftentimes
301
717220
1877
Mais ces pores sont souvent
12:11
much bigger than the cells,
302
719097
1293
plus grands que les cellules,
12:12
and so even though it's 3D,
303
720390
1711
donc même si c'est en 3D,
12:14
the cell might see it more
as a slightly curved surface,
as a slightly curved surface,
304
722101
3355
la cellule pourrait le voir comme
une surface incurvée,
une surface incurvée,
12:17
and that's a little bit unnatural.
305
725456
1676
et ce n'est pas très naturel.
12:19
And so one of the things you can think about doing
306
727132
2248
Donc une des choses qu'on peut faire
12:21
is actually making scaffolds
with slightly different dimensions
with slightly different dimensions
307
729380
3148
c'est fabriquer des échafaudages
avec des dimensions un peu différentes
avec des dimensions un peu différentes
12:24
that might be able to surround your cells in 3D
308
732528
2793
qui pourraient entourer les cellules en 3D
12:27
and give them a little bit more information.
309
735321
2569
et leur donner un peu plus d'informations.
12:29
And there's a lot of work going
on in both of these areas.
on in both of these areas.
310
737890
3567
Il y a beaucoup de travaux en ce moment
sur chacune de ces question.
sur chacune de ces question.
12:33
Now finally, I just want to talk a little bit about
311
741471
3969
Enfin, je voulais parler de la possibilité
12:37
applying this sort of thing to cardiovascular disease,
312
745440
2708
d'appliquer ces procédures
aux maladies cardiovasculaires,
aux maladies cardiovasculaires,
12:40
because this is a really big clinical problem.
313
748148
3263
car cela reste un très grand
problème clinique.
problème clinique.
12:43
And one of the things that we know is that,
314
751411
3585
Une des choses que nous savons c'est que,
12:46
unfortunately, if you have a heart attack,
315
754996
2239
malheureusement, quand on a un infarctus,
12:49
then that tissue can start to die,
316
757235
2902
le tissu peut commencer à mourir,
12:52
and your outcome may not be very good over time.
317
760137
3751
et le résultat peut ne pas être bon
à la longue.
à la longue.
12:55
And it would be really great, actually,
318
763888
1710
Il serait souhaitable
12:57
if we could stop that dead tissue
319
765598
1919
qu'on puisse arrêter ce tissu mort
12:59
either from dying or help it to regenerate.
320
767517
3985
de mourir ou de l'aider à se regénérer.
13:03
And there's lots and lots of stem
cell trials going on worldwide,
cell trials going on worldwide,
321
771502
3248
Il y a beaucoup d'essais sur les cellules souches
dans le monde en ce moment
dans le monde en ce moment
13:06
and they use many different types of cells,
322
774750
2072
et on utilise des types de cellules différents,
13:08
but one common theme that seems to be coming out
323
776822
2352
mais une thématique qui revient le plus
13:11
is that actually, very often, those cells will die
324
779174
2999
c'est que ces cellules vont mourir
13:14
once you've implanted them.
325
782173
1795
assez souvent après l'implant.
13:15
And you can either put them into the heart
326
783968
1875
Donc on peut soit les mettre dans le coeur
13:17
or into the blood system,
327
785843
2020
ou dans le réseau sanguin,
13:19
but either way, we don't seem to be able
328
787863
2362
mais dans les deux cas, on n'arrive pas
13:22
to get quite the right number of cells
329
790225
1867
à acheminer le bon nombre de cellules
13:24
getting to the location we want them to
330
792092
2242
à l'endroit voulu
13:26
and being able to deliver the sort of beautiful
331
794334
4494
pour pouvoir amener la sorte de
13:30
cell regeneration that we would like to have
332
798828
2740
regénération de cellules qu'on aimerait avoir
13:33
to get good clinical outcomes.
333
801568
3417
pour avoir de bons résultats cliniques.
13:36
And so some of the things that we're thinking of,
334
804985
1983
Une des choses
auxquelles nous réfléchissons,
auxquelles nous réfléchissons,
13:38
and many other people in the field are thinking of,
335
806968
3121
ainsi que d'autres personnes du milieu,
13:42
are actually developing materials for that.
336
810089
3006
c'est de développer des matériaux pour ça.
13:45
But there's a difference here.
337
813095
1619
Mais il y a une différence.
13:46
We still need chemistry, we still need mechanics,
338
814714
2210
Nous avons toujours besoin de chimie,
de mécanique,
de mécanique,
13:48
we still need really interesting topography,
339
816924
2671
de topographie vraiment intéressante,
13:51
and we still need really interesting
ways to surround the cells.
ways to surround the cells.
340
819595
2648
de façons vraiment intéressantes
d'entourer les cellules.
d'entourer les cellules.
13:54
But now, the cells also
341
822243
2511
Mais maintenant, les cellules aussi
13:56
would probably quite like a material
342
824754
2025
voudront un matériau
13:58
that's going to be able to be conductive,
343
826779
2018
qui sera conductif,
14:00
because the cells themselves will respond very well
344
828797
4209
car les cellules vont se répondre
14:05
and will actually conduct signals
between themselves.
between themselves.
345
833006
3479
et se transmettre des signaux.
14:08
You can see them now
346
836485
1516
Vous les voyez ici
14:10
beating synchronously on these materials,
347
838001
2475
communiquant sur ces matériaux,
14:12
and that's a very, very exciting development
348
840476
2779
et tout ceci est très très excitant
14:15
that's going on.
349
843255
2114
comme travaux.
14:17
So just to wrap up, I'd like to actually say that
350
845369
4824
Pour finir, j'aimerais dire que
14:22
being able to work in this sort of field,
351
850193
2356
de pouvoir travailler dans ce domaine,
14:24
all of us that work in this field
352
852549
1654
tous ceux qui travaillent dans ce domaine --
14:26
that's not only super-exciting science,
353
854203
2509
non seulement c'est de la science
super excitante,
super excitante,
14:28
but also has the potential
354
856712
2046
mais ça a le potentiel
14:30
to impact on patients,
355
858758
1968
de changer la vie des patients
14:32
however big or small they are,
356
860726
2430
de façon plus ou moins grande,
14:35
is really a great privilege.
357
863156
1553
et c'est un privilège.
14:36
And so for that, I'd like to thank all of you as well.
358
864709
3144
Et pour cela, j'aimerais
vous remercier également.
vous remercier également.
14:39
Thank you.
359
867853
1317
Merci.
14:41
(Applause)
360
869170
4924
(Applaudissements)
ABOUT THE SPEAKER
Molly Stevens - Biomaterials researcherMolly Stevens studies and creates new biomaterials that could be used to detect disease and repair bones and human tissue.
Why you should listen
At Imperial College London, Molly Stevens heads a highly multidisciplinary research group that designs bioactive materials for regenerative medicine and biosensing. It's fundamental science with an eye to practical applications as healthcare products.
Among the products from her lab: an engineered bone, cardiac tissue suitable for use in transplants, and disease-sensing nanoparticle aggregates that change color in the presence of even tiny quantities of cancer-related enzymes, making early sensing possible. As Stevens told The Lancet: "It's right down at the nanoscience level. It's really exciting stuff, but it actually results in something very tangibly useful."
Molly Stevens | Speaker | TED.com