TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
נינה טנדון: האם הנדסת רקמות משמעה רפואה מותאמת-אישית?
Filmed:
Readability: 5.3
1,204,216 views
כל גוף אנושי שונה לגמרי מזולתו, וזה נחמד מאד כל עוד לא מדובר בריפוי מחלות, תחום שבו כל גוף מגיב באורח שונה, ולעתים בלתי ניתן לחיזוי, לטיפול הסטנדרטי. מהנדסת הרקמות נינה טנדון משוחחת על פתרון אפשרי: להשתמש בתאי גזע רב-תכליתיים כדי ליצור דגמי-איברים מותאמים-אישית לצרכי בחינת תרופות וטיפולים חדשים, ולאחסן אותם בשבבי מחשב. (אפשר לכנות זאת רפואה אישית קיצונית.)
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
ברצוני להקרין לכם סרטון
של כמה מהדוגמניות
של כמה מהדוגמניות
00:18
I work with.
1
2888
1589
איתן אני עובדת.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
הגודל של כולן מושלם,
ואין עליהן גרם אחד של שומן.
ואין עליהן גרם אחד של שומן.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
אמרתי כבר שהן יפהפיות?
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
ושהן דוגמניות מדעיות?
[צחוק]
[צחוק]
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
כפי שודאי ניחשתם,
אני מהנדסת רקמות,
אני מהנדסת רקמות,
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
וזה סרטון של חלק
מהלב הפועם
מהלב הפועם
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
שתכננתי במעבדה.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
ואנו מקווים שיום אחד
רקמות אלה
רקמות אלה
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
ישמשו חלקי-חילוף
עבור הגוף האנושי.
עבור הגוף האנושי.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
אך היום אספר לכם
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
כיצד הרקמות האלה
מהוות דוגמניות מעולות.
מהוות דוגמניות מעולות.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
הבה נחשוב לרגע
על תהליך אישור התרופות.
על תהליך אישור התרופות.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
מהרכבת התרופה עוברים לבדיקות
במעבדה, על בעלי-חיים,
במעבדה, על בעלי-חיים,
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
מבדקים קליניים, או מה שאפשר לכנות
בדיקות על בני-אדם,
בדיקות על בני-אדם,
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
לפני שהתרופה מגיעה לשוק.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
כל זה עולה המון כסף,
גוזל זמן רב,
גוזל זמן רב,
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
ולפעמים, גם אם התרופה
מגיעה לשוק,
מגיעה לשוק,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
היא פועלת באופן בלתי-חזוי
וממש מזיקה לאנשים.
וממש מזיקה לאנשים.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
וככל שהכשל שלה מאוחר יותר,
כך חמורות יותר ההשלכות.
כך חמורות יותר ההשלכות.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
הכל מצטמצם לשתי בעיות.
א', בני-אדם אינם עכברים,
א', בני-אדם אינם עכברים,
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
ו-ב', למרות הדמיון המדהים בינינו,
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
לאותם הבדלים זעירים
ביניכם וביני
ביניכם וביני
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
יש השפעות עצומות על חילוף
החומרים שלנו כשמדובר בתרופות
החומרים שלנו כשמדובר בתרופות
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
וכיצד תרופות אלה משפיעות עלינו.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
ובכן, מה אם היו לנו
דגמים טובים יותר במעבדה
דגמים טובים יותר במעבדה
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
שלא רק יכלו לחקות אותנו
יותר טוב מעכברים
יותר טוב מעכברים
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
אלא גם לשקף
את המגוון האנושי?
את המגוון האנושי?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
הבה ונראה איך ניתן לעשות זאת
בעזרת הנדסת רקמות.
בעזרת הנדסת רקמות.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
אחת הטכנולוגיות המרכזיות
והחשובות ביותר
והחשובות ביותר
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
היא מה שמכונה
"תאי גזע רב-תכליתיים מושרים".
"תאי גזע רב-תכליתיים מושרים".
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
הם פותחו די לאחרונה ביפן.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
אם כן, תאי הגזע המושרים.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
הם דומים מאד לתאי גזע עובריים
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
בלי כל הסוגיות המוסריות.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
אנו משרים תאים,
למשל, תאי עור,
למשל, תאי עור,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
בכך שאנו מוסיפים להם מספר גנים,
מגדלים תרביות,
מגדלים תרביות,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
ואז אוספים אותם.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
כלומר אלה תאי עור
שאפשר להטעות אותם,
שאפשר להטעות אותם,
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
קצת כמו בשיכחה תאית,
ולהביאם למצב עוברי.
ולהביאם למצב עוברי.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
ואין כאן סוגיות מוסריות,
יתרון מגניב מס' אחד.
יתרון מגניב מס' אחד.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
יתרון מגניב מס' שניים:
אפשר לגדל מהם כל סוג של רקמה:
אפשר לגדל מהם כל סוג של רקמה:
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
רקמת מוח, לב, כבד -
הבנתם את הרעיון -
הבנתם את הרעיון -
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
אבל מהתאים שלכם.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
כך שאנו יכולים ליצור דגם
של הלב או המוח שלכם
של הלב או המוח שלכם
02:23
on a chip.
45
127170
2632
על גבי שבב.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
הפקת רקמות
בדחיסות ובהתנהגות ברות-חיזוי
בדחיסות ובהתנהגות ברות-חיזוי
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
היא המרכיב השני,
וזה יהיה באמת המפתח
וזה יהיה באמת המפתח
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
בהתאמת דגמים אלה
לתהליך גילוי התרופות.
לתהליך גילוי התרופות.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
זהו תרשים של כור ביולוגי
שאנו מפתחים במעבדתנו
שאנו מפתחים במעבדתנו
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
כדי לסייע בהנדסת רקמות
בדרך יותר מודולרית וניתנת לשינוי גודל.
בדרך יותר מודולרית וניתנת לשינוי גודל.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
נמשיך: תארו לעצמכם גירסה מקבילה
וגדולה יותר של זה
וגדולה יותר של זה
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
עם אלפי פיסות
של רקמות אנושיות.
של רקמות אנושיות.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
זה יהיה כמו לבצע ניסוי קליני
על גבי שבב.
על גבי שבב.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
אבל דבר נוסף בקשר
לתאי גזע מושרים אלה
לתאי גזע מושרים אלה
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
הוא שאם ניקח תאי עור, נניח,
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
מאנשים בעלי מחלות גנטיות
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
ונהנדס מהם רקמות,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
נוכל בעצם לנצל
שיטות של הנדסת רקמות
שיטות של הנדסת רקמות
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
כדי לייצר דגמים
של מחלות אלה במעבדה.
של מחלות אלה במעבדה.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
הנה דוגמה ממעבדתו
של קווין איגן בהארוורד.
של קווין איגן בהארוורד.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
הוא הפיק נוירונים
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
מתאי הגזע המושרים הללו
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
שנלקחו מחולים במחלת לו גריג,
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
זיהה בהם את הנוירונים השונים,
ומה שמדהים,
ומה שמדהים,
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
נוירונים אלה גם מפגינים
תסמינים של המחלה.
תסמינים של המחלה.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
אז עם דגמי מחלה כאלה,
אנו יכולים להשיב מלחמה
אנו יכולים להשיב מלחמה
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
מהר מאי-פעם
ולהבין את המחלה טוב יותר
ולהבין את המחלה טוב יותר
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
מאי-פעם,
ואולי גם לגלות תרופות מהר יותר.
ואולי גם לגלות תרופות מהר יותר.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
זו דוגמה נוספת של תאי גזע
ייחודיים-לחולה
ייחודיים-לחולה
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
שהונדסו ממישהו שחולה
ברטיניטיס פיגמנטוזה.
ברטיניטיס פיגמנטוזה.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
מדובר בהתנוונות הרשתית.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
זו מחלה שקיימת במשפחה שלי,
ואנו באמת מקווים
ואנו באמת מקווים
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
שתאים כאלה יעזרו לנו
למצוא לה תרופה.
למצוא לה תרופה.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
יש אנשים שחושבים שהדגמים האלה
בסדר גמור,
בסדר גמור,
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
אבל שואלים, "האם הם טובים
כמו חולדות?
כמו חולדות?
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
החולדה היא אורגניזם שלם,
אחרי הכל,
אחרי הכל,
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
עם רשתות איברים
הפועלים באינטראקציה.
הפועלים באינטראקציה.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
תרופה ללב עלולה להתפרק בכבד,
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
וחלק מתוצרי הלוואי
עלולים להישמר בשומן.
עלולים להישמר בשומן.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
אינכם מפספסים את כל זה
עם הדגמים מהונדסי הרקמות?"
עם הדגמים מהונדסי הרקמות?"
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
ובכן, זו מגמה נוספת
בתחום הזה.
בתחום הזה.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
ע"י שילוב של טכניקות הנדסת רקמות
ומדע המיקרו-נוזלים,
ומדע המיקרו-נוזלים,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
התחום הזה מתפתח
בדיוק לכיוון הזה,
בדיוק לכיוון הזה,
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
לדגם של כל המערכת האקולוגית
של הגוף,
של הגוף,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
כולל כל מערכות האיברים,
שיאפשר לבחון
שיאפשר לבחון
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
איך תרופה שלוקחים למשל
בשביל לחץ דם
בשביל לחץ דם
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
יכולה להשפיע על הכבד
או איך נוגד-דכאון ישפיע על הלב.
או איך נוגד-דכאון ישפיע על הלב.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
קשה מאד לבנות מערכות אלה,
אבל אנו מתחילים כעת להגיע לכך,
אבל אנו מתחילים כעת להגיע לכך,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
אז תתכוננו.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
אבל זה ממש לא הכל,
כי מרגע שמאשרים תרופה,
כי מרגע שמאשרים תרופה,
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
טכניקות הנדסת הרקמות יכולות לעזור לנו
לפתח טיפולים יותר מותאמים-אישית.
לפתח טיפולים יותר מותאמים-אישית.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
זו דוגמה של משהו
שאולי ידאיג אתכם מתישהו,
שאולי ידאיג אתכם מתישהו,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
ואני מקווה שזה לא יקרה.
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
כי תארו לעצכמם
שאתם מקבלים את ההודעה
שאתם מקבלים את ההודעה
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
עם הבשורה הרעה
שאולי יש לכם סרטן.
שאולי יש לכם סרטן.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
האם לא הייתם מעוניינים לבחון
אם התרופות נגד סרטן
אם התרופות נגד סרטן
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
שאתם עומדים לקחת
ישפיעו על הסרטן שלכם?
ישפיעו על הסרטן שלכם?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
הנה דוגמה ממעבדתה
של קארן ברג, שבה
של קארן ברג, שבה
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
משתמשים בטכנולוגיות הזרקת-דיו
להדפסת תאי סרטן-שד
להדפסת תאי סרטן-שד
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
ולחקור את התפתחותם
ואת הטיפולים נגדם.
ואת הטיפולים נגדם.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
וכמה מעמיתינו באוניברסיטת "טפטס"
מערבבים דגמים
מערבבים דגמים
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
כמו אלה עם עצם מהונדסת-רקמות
כדי לגלות איך הסרטן
כדי לגלות איך הסרטן
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
יכול להתפשט מחלק אחד של הגוף
לחלק אחר,
לחלק אחר,
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
ואתם יכולים לראות בשבבים
מרובי-רקמות כאלה
מרובי-רקמות כאלה
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
את הדור הבא
של המחקרים האלה.
של המחקרים האלה.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
אז אם תחשבו על הדגמים
שבהם עסקנו עכשיו,
שבהם עסקנו עכשיו,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
תוכלו לראות שבעתיד,
הנדסת הרקמות
הנדסת הרקמות
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
יכולה בעתיד לחולל מהפכה
בתחום בדיקת התרופות
בתחום בדיקת התרופות
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
בכל שלב בתהליך:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
דגמי מחלה להרכבה
טובה יותר של תרופות,
טובה יותר של תרופות,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
דגמים מרובי רקמות אנושיות
שיעזרו לחולל מהפכה בבדיקות המעבדה,
שיעזרו לחולל מהפכה בבדיקות המעבדה,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
הפחתת הניסויים הקליניים
בבעלי-חיים ובבני-אדם,
בבעלי-חיים ובבני-אדם,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
וטיפולים מותאמים-אישית
שישנו לגמרי
שישנו לגמרי
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
את מה שנחשב בעינינו לשיווקי.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
למעשה אנו מאיצים מאד
את המשוב הזה
את המשוב הזה
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
בין פיתוחה של מולקולה
והלימוד אודות
והלימוד אודות
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
דרכי פעולתה בגוף האנושי.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
התהליך שלנו בתחום זה
בעצם הופך
בעצם הופך
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
את הביו-טכנולוגיה ואת תורת התרופות
לטכנולוגיית מידע,
לטכנולוגיית מידע,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
שעוזרת לנו לגלות ולבדוק תרופות
מהר יותר,
מהר יותר,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
יותר בזול וביתר יעילות.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
זה נותן משמעות חדשה לשימוש בדוגמניות,
לעומת ניסויים בבעלי-חיים, נכון?
לעומת ניסויים בבעלי-חיים, נכון?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
תודה לכם.
[מחיאות כפיים]
[מחיאות כפיים]
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