TEDxSeattle
Chuck Murry: Can we regenerate heart muscle with stem cells?
Chuck Murry: Possiamo rigenerare il muscolo cardiaco con le cellule staminali?
Filmed:
Readability: 4.1
1,853,632 views
Il cuore è uno degli organi del corpo umano con la minore capacità di rigenerarsi, un fattore importante che rende l'infarto la principale causa di morte in tutto il mondo. E se potessimo aiutare il muscolo cardiaco a rigenerarsi dopo una lesione? Il medico e scienziato Chuck Murry condivide le sue ricerche rivoluzionarie sull'uso delle cellule staminali per la coltura di nuove cellule cardiache: un incredibile passo avanti verso l'impiego delle cellule staminali come medicine.
Chuck Murry - Physician, scientist
Chuck Murry founded and currently directs the Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine at the University of Washington. Full bio
Chuck Murry founded and currently directs the Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine at the University of Washington. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
Voglio raccontarvi
di una paziente di nome Donna.
di una paziente di nome Donna.
00:12
I'd like to tell you
about a patient named Donna.
about a patient named Donna.
0
562
2945
In questa foto, Donna ha circa 75 anni,
00:16
In this photograph,
Donna was in her mid-70s,
Donna was in her mid-70s,
1
4239
2465
una donna in salute e in forze,
00:18
a vigorous, healthy woman,
2
6728
1375
00:20
the matriarch of a large clan.
3
8127
1941
la matriarca di una grande famiglia.
Alcuni suoi parenti avevano avuto
malattie cardiache,
malattie cardiache,
00:22
She had a family history
of heart disease, however,
of heart disease, however,
4
10586
2405
e un giorno, all'improvviso, Donna sentì
un terribile dolore al petto.
un terribile dolore al petto.
00:25
and one day, she had the sudden onset
of crushing chest pain.
of crushing chest pain.
5
13015
3339
Sfortunatamente,
invece di andare in ospedale,
invece di andare in ospedale,
00:28
Now unfortunately, rather than
seeking medical attention,
seeking medical attention,
6
16742
2668
Donna si mise a letto per circa 12 ore
finché il dolore non passò.
finché il dolore non passò.
00:31
Donna took to her bed for about 12 hours
until the pain passed.
until the pain passed.
7
19434
3916
Quando andò dal suo dottore,
lui le fece un elettrocardiogramma
lui le fece un elettrocardiogramma
00:35
The next time she went
to see her physician,
to see her physician,
8
23374
2060
00:37
he performed an electrocardiogram,
9
25458
1637
e questo evidenziò che aveva avuto
un grave infarto.
un grave infarto.
00:39
and this showed that she'd had
a large heart attack,
a large heart attack,
10
27119
2444
Un "infarto del miocardio",
per dirlo in termini medici.
per dirlo in termini medici.
00:41
or a "myocardial infarction"
in medical parlance.
in medical parlance.
11
29587
2964
Dopo questo infarto,
Donna non fu più la stessa.
Donna non fu più la stessa.
00:45
After this heart attack,
Donna was never quite the same.
Donna was never quite the same.
12
33496
3050
00:48
Her energy levels progressively waned,
13
36570
2622
La sua energia diminuiva progressivamente,
non poteva più fare molte
delle attività fisiche che amava tanto.
delle attività fisiche che amava tanto.
00:51
she couldn't do a lot of the physical
activities she'd previously enjoyed.
activities she'd previously enjoyed.
14
39216
3658
Arrivò al punto di non riuscire
a badare ai nipotini,
a badare ai nipotini,
00:54
It got to the point where she couldn't
keep up with her grandkids,
keep up with her grandkids,
15
42898
3114
era persino troppo stancante
arrivare alla fine del vialetto
arrivare alla fine del vialetto
00:58
and it was even too much work
to go out to the end of the driveway
to go out to the end of the driveway
16
46036
3141
per ritirare la posta.
01:01
to pick up the mail.
17
49201
1151
Un giorno sua nipote andò da lei
per portare a spasso il cane,
per portare a spasso il cane,
01:02
One day, her granddaughter
came by to walk the dog,
came by to walk the dog,
18
50376
3053
e trovò sua nonna morta,
seduta sulla sedia.
seduta sulla sedia.
01:05
and she found her grandmother
dead in the chair.
dead in the chair.
19
53453
2423
I dottori dissero che era stata un'aritmia
derivata da un'insufficienza cardiaca.
derivata da un'insufficienza cardiaca.
01:08
Doctors said it was a cardiac arrhythmia
that was secondary to heart failure.
that was secondary to heart failure.
20
56673
4347
Concludo dicendovi che Donna
non era una paziente qualunque.
non era una paziente qualunque.
01:13
But the last thing that I should tell you
21
61980
2004
01:16
is that Donna was not just
an ordinary patient.
an ordinary patient.
22
64008
2870
Donna era mia madre.
01:18
Donna was my mother.
23
66902
1556
Storie come questa
purtroppo sono molto comuni.
purtroppo sono molto comuni.
01:21
Stories like ours are,
unfortunately, far too common.
unfortunately, far too common.
24
69445
3444
Le malattie cardiache sono
la prima causa di morte nel mondo.
la prima causa di morte nel mondo.
01:24
Heart disease is the number one killer
in the entire world.
in the entire world.
25
72913
2959
Negli Stati Uniti sono la causa
più diffusa di ricovero di pazienti,
più diffusa di ricovero di pazienti,
01:27
In the United States,
26
75896
1159
01:29
it's the most common reason
patients are admitted to the hospital,
patients are admitted to the hospital,
27
77079
3128
e la principale spesa sanitaria.
01:32
and it's our number one
health care expense.
health care expense.
28
80231
2058
Spendiamo più di 100 miliardi
di dollari – sì, esatto, miliardi –
di dollari – sì, esatto, miliardi –
01:34
We spend over a 100 billion dollars --
billion with a "B" --
billion with a "B" --
29
82313
2928
ogni anno nel nostro Paese
per la cura di malattie cardiache.
per la cura di malattie cardiache.
01:37
in this country every year
30
85265
1262
01:38
on the treatment of heart disease.
31
86551
1832
Per darvi un'idea, è più del doppio
del budget annuale
del budget annuale
01:40
Just for reference, that's more than
twice the annual budget
twice the annual budget
32
88407
2877
dello stato di Washington.
01:43
of the state of Washington.
33
91308
1317
Cosa rende questa malattia così mortale?
01:45
What makes this disease so deadly?
34
93100
2157
Nasce tutto dal fatto che il cuore
è l'organo che meno si rigenera
è l'organo che meno si rigenera
01:47
Well, it all starts with the fact that
the heart is the least regenerative organ
the heart is the least regenerative organ
35
95757
3886
di tutto il corpo umano.
01:51
in the human body.
36
99667
1336
Si ha un infarto quando si forma
un grumo di sangue in una coronaria
un grumo di sangue in una coronaria
01:53
Now, a heart attack happens when
a blood clot forms in a coronary artery
a blood clot forms in a coronary artery
37
101502
3968
che fornisce sangue alle pareti cardiache.
01:57
that feeds blood to the wall of the heart.
38
105494
2495
Questo blocca il flusso sanguigno
02:00
This plugs the blood flow,
39
108013
2098
e il muscolo cardiaco
è molto attivo a livello metabolico,
è molto attivo a livello metabolico,
02:02
and the heart muscle
is very metabolically active,
is very metabolically active,
40
110135
2415
per cui muore molto velocemente,
02:04
and so it dies very quickly,
41
112574
1348
02:05
within just a few hours
of having its blood flow interrupted.
of having its blood flow interrupted.
42
113946
3788
entro poche ore dall'interruzione
del flusso sanguigno.
del flusso sanguigno.
Dal momento che il cuore
non può rigenerare il tessuto muscolare,
non può rigenerare il tessuto muscolare,
02:10
Since the heart can't
grow back new muscle,
grow back new muscle,
43
118446
2399
02:12
it heals by scar formation.
44
120869
2424
si forma una cicatrice.
Ciò lascia il paziente con un deficit
02:15
This leaves the patient with a deficit
45
123999
2114
nella quantità di muscolo
cardiaco che possiede.
cardiaco che possiede.
02:18
in the amount of heart
muscle that they have.
muscle that they have.
46
126137
2306
In molte persone,
la malattia progredisce così tanto
la malattia progredisce così tanto
02:20
And in too many people,
their illness progresses to the point
their illness progresses to the point
47
128467
2916
che il cuore non può più soddisfare
la richiesta di sangue del corpo.
la richiesta di sangue del corpo.
02:23
where the heart can no longer keep up
with the body's demand for blood flow.
with the body's demand for blood flow.
48
131407
3858
Questo scompenso tra domanda e offerta
causa l'insufficienza cardiaca.
causa l'insufficienza cardiaca.
02:27
This imbalance between supply and demand
is the crux of heart failure.
is the crux of heart failure.
49
135289
5063
Quindi, quando parlo alle persone
di questo problema,
di questo problema,
02:34
So when I talk to people
about this problem,
about this problem,
50
142877
3369
mi rispondono sempre con una scrollata
di spalle e una frase del tipo:
di spalle e una frase del tipo:
02:38
I often get a shrug
and a statement to the effect of,
and a statement to the effect of,
51
146270
3809
"Vedi, Chuck, di qualcosa
si deve pur morire".
si deve pur morire".
02:42
"Well, you know, Chuck,
we've got to die of something."
we've got to die of something."
52
150103
2737
(Risate)
02:44
(Laughter)
53
152864
3423
02:48
And yeah, but what this also tells me
54
156311
3357
Sì, giusto, ma ciò mi fa capire
che ci siamo rassegnati
a questa situazione
a questa situazione
02:51
is that we've resigned ourselves to this
as the status quo because we have to.
as the status quo because we have to.
55
159692
5594
perché non avevamo altra scelta.
Oppure no?
02:58
Or do we?
56
166801
1246
Credo ci sia un modo migliore
03:00
I think there's a better way,
57
168459
1693
e il modo migliore prevede
la cura con cellule staminali.
la cura con cellule staminali.
03:02
and this better way involves the use
of stem cells as medicines.
of stem cells as medicines.
58
170176
3503
Cosa sono esattamente
le cellule staminali?
le cellule staminali?
03:06
So what, exactly, are stem cells?
59
174330
2021
Se le guardate al microscopio,
non sono niente di che.
non sono niente di che.
03:08
If you look at them under the microscope,
there's not much going on.
there's not much going on.
60
176760
3237
Sono piccole cellule tonde,
03:12
They're just simple little round cells.
61
180021
1896
ma nascondono due incredibili attributi.
03:13
But that belies two remarkable attributes.
62
181941
2513
Il primo è che si dividono
in maniera impressionante.
in maniera impressionante.
03:16
The first is they can divide like crazy.
63
184922
2315
Per cui se prendo una singola cellula,
03:19
So I can take a single cell,
and in a month's time,
and in a month's time,
64
187261
2834
nell'arco di un mese,
posso ottenere miliardi di cellule.
posso ottenere miliardi di cellule.
03:22
I can grow this up to billions of cells.
65
190119
1968
Il secondo attributo è la capacità
di differenziarsi o specializzarsi,
di differenziarsi o specializzarsi,
03:24
The second is they can differentiate
or become more specialized,
or become more specialized,
66
192550
4801
quindi queste piccole cellule
03:29
so these simple little round cells
can turn into skin, can turn into brain,
can turn into skin, can turn into brain,
67
197375
4145
possono trasformarsi
in pelle, cervello, reni o altro.
in pelle, cervello, reni o altro.
03:33
can turn into kidney and so forth.
68
201544
2175
Alcuni tessuti del nostro corpo
sono pieni zeppi di cellule staminali.
sono pieni zeppi di cellule staminali.
03:36
Now, some tissues in our bodies
are chock-full of stem cells.
are chock-full of stem cells.
69
204377
3086
Il midollo osseo, per esempio, sforna
ogni giorno miliardi di cellule sanguigne.
ogni giorno miliardi di cellule sanguigne.
03:39
Our bone marrow, for example, cranks out
billions of blood cells every day.
billions of blood cells every day.
70
207487
3897
Altri tessuti come il cuore
sono molto stabili,
sono molto stabili,
03:43
Other tissues like the heart
are quite stable,
are quite stable,
71
211808
2434
e, per quanto ne sappiamo,
non producono cellule staminali.
non producono cellule staminali.
03:46
and as far as we can tell,
the heart lacks stem cells entirely.
the heart lacks stem cells entirely.
72
214266
4160
Quindi, per il cuore bisogna prendere
cellule staminali dall'esterno
cellule staminali dall'esterno
03:50
So for the heart, we're going to have
to bring stem cells in from the outside,
to bring stem cells in from the outside,
73
218450
3961
e per farlo ci rivolgiamo
alle cellule staminali più potenti,
alle cellule staminali più potenti,
03:54
and for this, we turn to
the most potent stem cell type,
the most potent stem cell type,
74
222435
2880
le cellule staminali pluripotenti.
03:57
the pluripotent stem cell.
75
225339
2003
Si chiamano così
03:59
Pluripotent stem cells are so named
76
227366
1716
perché possono trasformarsi
in uno qualsiasi dei 240 tipi di cellule
in uno qualsiasi dei 240 tipi di cellule
04:01
because they can turn into
any of the 240-some cell types
any of the 240-some cell types
77
229106
3069
che formano il corpo umano.
04:04
that make up the human body.
78
232199
1854
Questa è la mia grande idea:
04:06
So this is my big idea:
79
234684
1983
voglio prendere delle cellule
staminali pluripotenti,
staminali pluripotenti,
04:08
I want to take human
pluripotent stem cells,
pluripotent stem cells,
80
236691
2754
moltiplicarle in gran numero,
04:11
grow them up in large numbers,
81
239469
2127
differenziarle
in cellule muscolari cardiache,
in cellule muscolari cardiache,
04:13
differentiate them
into cardiac muscle cells
into cardiac muscle cells
82
241620
2800
estrarle dalle piastrine
04:16
and then take them out of the dish
83
244444
1741
e trapiantarle nei cuori dei pazienti
che hanno avuto attacchi di cuore.
che hanno avuto attacchi di cuore.
04:18
and transplant them into the hearts
of patients who have had heart attacks.
of patients who have had heart attacks.
84
246209
3904
Credo che questo permetterà di riformare
il nuovo tessuto muscolare cardiaco,
il nuovo tessuto muscolare cardiaco,
04:22
I think this is going to reseed the wall
with new muscle tissue,
with new muscle tissue,
85
250137
3519
e ripristinerà
la funzione contrattile del cuore.
la funzione contrattile del cuore.
04:25
and this will restore
contractile function to the heart.
contractile function to the heart.
86
253680
3592
(Applausi)
04:29
(Applause)
87
257296
5655
Ora, prima che applaudiate troppo,
questa era la mia idea di 20 anni fa.
questa era la mia idea di 20 anni fa.
04:36
Now, before you applaud too much,
this was my idea 20 years ago.
this was my idea 20 years ago.
88
264490
3315
04:39
(Laughter)
89
267829
2039
(Risate)
Ero giovane ed entusiasta, e pensavo:
04:41
And I was young,
I was full of it, and I thought,
I was full of it, and I thought,
90
269892
3900
cinque anni di ricerca
in laboratorio ed è fatta,
in laboratorio ed è fatta,
04:45
five years in the lab,
and we'll crank this out,
and we'll crank this out,
91
273816
2325
poi lo portiamo negli ospedali.
04:48
and we'll have this into the clinic.
92
276165
2574
Ora vi racconto cosa è realmente successo.
04:50
Let me tell you what really happened.
93
278763
2030
04:52
(Laughter)
94
280817
1119
(Risate)
Abbiamo iniziato provando a trasformare
cellule staminali pluripotenti
cellule staminali pluripotenti
04:53
We began with the quest to turn these
pluripotent stem cells into heart muscle.
pluripotent stem cells into heart muscle.
95
281960
4705
in tessuto muscolare cardiaco.
Il nostro primo esperimento
ha funzionato, più o meno.
ha funzionato, più o meno.
04:58
And our first experiments worked, sort of.
96
286689
2516
Avevamo questi frammenti di cuore umano
che pulsavano nelle colture,
che pulsavano nelle colture,
05:01
We got these little clumps of beating
human heart muscle in the dish,
human heart muscle in the dish,
97
289229
3766
ed era bello perché,
in linea di principio,
in linea di principio,
05:05
and that was cool,
because it said, in principle,
because it said, in principle,
98
293019
2424
poteva essere fattibile.
05:07
this should be able to be done.
99
295467
2262
Ma quando abbiamo contato
il numero di cellule,
il numero di cellule,
05:09
But when we got around
to doing the cell counts,
to doing the cell counts,
100
297753
2275
abbiamo riscontrato che solo
una cellula staminale su 1.000
una cellula staminale su 1.000
05:12
we found that only one
out of 1,000 of our stem cells
out of 1,000 of our stem cells
101
300052
3031
si era trasformata in muscolo cardiaco.
05:15
were actually turning into heart muscle.
102
303107
2418
Le altre erano un miscuglio
05:17
The rest was just a gemisch
of brain and skin and cartilage
of brain and skin and cartilage
103
305937
5520
di cellule cerebrali, pelle,
cartilagine e intestino.
cartilagine e intestino.
05:23
and intestine.
104
311481
1785
Dunque, come si spinge una cellula
che può trasformarsi in qualsiasi cosa
che può trasformarsi in qualsiasi cosa
05:25
So how do you coax a cell
that can become anything
that can become anything
105
313824
3329
a trasformarsi proprio
in una cellula cardiaca?
in una cellula cardiaca?
05:29
into becoming just a heart muscle cell?
106
317177
2279
Bene, per farlo ci siamo rivolti
al mondo dell'embriologia.
al mondo dell'embriologia.
05:32
Well, for this we turned
to the world of embryology.
to the world of embryology.
107
320243
2595
Per oltre un secolo,
gli embriologi hanno studiato
gli embriologi hanno studiato
05:34
For over a century, the embryologists
had been pondering
had been pondering
108
322862
2698
i misteri dello sviluppo del cuore.
05:37
the mysteries of heart development.
109
325584
1682
Ci hanno dato ciò che essenzialmente
era una mappa di Google
era una mappa di Google
05:39
And they had given us
what was essentially a Google Map
what was essentially a Google Map
110
327290
3357
che indicava come andare
da un singolo uovo fecondato
da un singolo uovo fecondato
05:42
for how to go from a single fertilized egg
111
330671
2480
al sistema cardiovascolare umano.
05:45
all the way over to a human
cardiovascular system.
cardiovascular system.
112
333175
3101
Così abbiamo spudoratamente rubato
queste informazioni
queste informazioni
05:48
So we shamelessly absconded
all of this information
all of this information
113
336656
3731
e abbiamo provato a sviluppare
un sistema cardiovascolare umano in vitro.
un sistema cardiovascolare umano in vitro.
05:52
and tried to make human cardiovascular
development happen in a dish.
development happen in a dish.
114
340411
4148
Ci sono voluti cinque anni,
05:57
It took us about five years, but nowadays,
115
345105
2466
ma adesso possiamo trasformare il 90%
delle cellule in muscolo cardiaco.
delle cellule in muscolo cardiaco.
05:59
we can get 90 percent of our stem cells
to turn into cardiac muscle --
to turn into cardiac muscle --
116
347595
3591
Un miglioramento di 900 volte.
06:03
a 900-fold improvement.
117
351210
2073
È stato davvero emozionante.
06:05
So this was quite exciting.
118
353671
1500
Questa immagine vi mostra
il nostro attuale prodotto cellulare.
il nostro attuale prodotto cellulare.
06:08
This slide shows you
our current cellular product.
our current cellular product.
119
356112
2910
Facciamo crescere le nostre cellule
cardiache in strutture tridimensionali
cardiache in strutture tridimensionali
06:11
We grow our heart muscle cells
in little three-dimensional clumps
in little three-dimensional clumps
120
359466
3289
chiamate organoidi cardiaci.
06:14
called cardiac organoids.
121
362779
1510
Ognuno di loro ha da 500 a 1.000
cellule muscolari cardiache.
cellule muscolari cardiache.
06:16
Each of them has 500 to 1,000
heart muscle cells in it.
heart muscle cells in it.
122
364313
3143
Se guardate attentamente, potete vedere
questi piccoli organoidi pulsare:
questi piccoli organoidi pulsare:
06:20
If you look closely, you can see these
little organoids are actually twitching;
little organoids are actually twitching;
123
368003
3807
ognuno batte in modo indipendente.
06:23
each one is beating independently.
124
371834
1807
Hanno anche un altro asso nella manica.
06:26
But they've got another trick
up their sleeve.
up their sleeve.
125
374094
2143
Abbiamo preso un gene da una medusa
che vive nel Pacifico nord-occidentale,
che vive nel Pacifico nord-occidentale,
06:28
We took a gene from jellyfish
that live in the Pacific Northwest,
that live in the Pacific Northwest,
126
376793
3171
06:31
and we used a technique
called genome editing
called genome editing
127
379988
2400
e, utilizzando una tecnica
chiamata editing genomico,
chiamata editing genomico,
06:34
to splice this gene into the stem cells.
128
382412
3014
abbiamo introdotto questo gene
nelle cellule staminali.
nelle cellule staminali.
06:37
And this makes our heart muscle cells
flash green every time they beat.
flash green every time they beat.
129
385450
4425
Ciò le fa lampeggiare di verde
ogni volta che pulsano.
ogni volta che pulsano.
Quindi eravamo finalmente pronti
per iniziare i test sugli animali.
per iniziare i test sugli animali.
06:41
OK, so now we were finally ready
to begin animal experiments.
to begin animal experiments.
130
389899
3689
06:45
We took our cardiac muscle cells
131
393612
2361
Abbiamo preso le nostre cellule cardiache
e le abbiamo trapiantate
nei cuori dei topi
nei cuori dei topi
06:47
and we transplanted them
into the hearts of rats
into the hearts of rats
132
395997
2274
ai quali erano stati creati infarti
artificialmente.
artificialmente.
06:50
that had been given
experimental heart attacks.
experimental heart attacks.
133
398295
2222
06:52
A month later, I peered anxiously
down through my microscope
down through my microscope
134
400541
3552
Un mese dopo, ho guardato con ansia
nel mio microscopio
nel mio microscopio
per vedere cosa fosse cresciuto,
06:56
to see what we had grown,
135
404117
1891
06:58
and I saw ...
136
406032
1305
e ho visto...
niente.
06:59
nothing.
137
407807
1165
Era tutto morto.
07:01
Everything had died.
138
409616
1767
Abbiamo perseverato
e abbiamo creato un cocktail biochimico
e abbiamo creato un cocktail biochimico
07:03
But we persevered on this,
and we came up with a biochemical cocktail
and we came up with a biochemical cocktail
139
411407
3948
che abbiamo chiamato
"cocktail della sopravvivenza",
"cocktail della sopravvivenza",
07:07
that we called
our "pro-survival cocktail,"
our "pro-survival cocktail,"
140
415379
2304
che permetteva alle cellule
di sopravvivere
di sopravvivere
07:09
and this was enough to allow
our cells to survive
our cells to survive
141
417707
2623
allo stressante processo del trapianto.
07:12
through the stressful process
of transplantation.
of transplantation.
142
420354
3078
07:15
And now when I looked
through the microscope,
through the microscope,
143
423456
2150
Così, quando guardavo nel microscopio,
potevo vedere questo muscolo cardiaco
umano, giovane e nuovo
umano, giovane e nuovo
07:17
I could see this fresh, young,
human heart muscle
human heart muscle
144
425630
2515
07:20
growing back in the injured wall
of this rat's heart.
of this rat's heart.
145
428169
3049
che ricresceva nelle cicatrici
del cuore di questo topo.
del cuore di questo topo.
La cosa si faceva interessante.
07:23
So this was getting quite exciting.
146
431750
1793
07:25
The next question was:
147
433567
1539
La domanda successiva era:
questo nuovo muscolo batterà
in sincronia con il resto del cuore?
in sincronia con il resto del cuore?
07:27
Will this new muscle beat in synchrony
with the rest of the heart?
with the rest of the heart?
148
435130
3617
Per rispondere a ciò,
07:31
So to answer that,
149
439453
1161
siamo tornati a quelle cellule
che contenevano il gene della medusa.
che contenevano il gene della medusa.
07:32
we returned to the cells that had
that jellyfish gene in them.
that jellyfish gene in them.
150
440638
4026
Le abbiamo usate essenzialmente
come una sonda spaziale
come una sonda spaziale
07:37
We used these cells essentially
like a space probe
like a space probe
151
445330
3127
che potevamo lanciare
in un ambiente sconosciuto
in un ambiente sconosciuto
07:40
that we could launch
into a foreign environment
into a foreign environment
152
448481
2240
e che ci avrebbe riportato i risultati
riguardo alle loro attività biologiche.
riguardo alle loro attività biologiche.
07:42
and then have that flashing
report back to us
report back to us
153
450745
2320
07:45
about their biological activity.
154
453089
2058
Questo è un ingrandimento,
07:47
What you're seeing here
is a zoomed-in view,
is a zoomed-in view,
155
455171
2081
un'immagine in bianco e nero
del cuore leso di un porcellino d'india
del cuore leso di un porcellino d'india
07:49
a black-and-white image
of a guinea pig's heart
of a guinea pig's heart
156
457276
2222
07:51
that was injured and then received
three grafts of our human cardiac muscle.
three grafts of our human cardiac muscle.
157
459522
3601
che ha ricevuto tre innesti
di muscolo cardiaco umano.
di muscolo cardiaco umano.
Vedete queste linee bianche
che scendono in diagonale?
che scendono in diagonale?
07:55
So you see those sort of diagonally
running white lines.
running white lines.
158
463147
2642
Ognuna è una traccia d'ago
07:57
Each of those is a needle track
159
465813
1486
che contiene un paio di milioni
di cellule di muscolo cardiaco.
di cellule di muscolo cardiaco.
07:59
that contains a couple of million
human cardiac muscle cells in it.
human cardiac muscle cells in it.
160
467323
3696
Quando avvierò il filmato,
vedrete ciò che abbiamo osservato
vedrete ciò che abbiamo osservato
08:03
And when I start the video,
you can see what we saw
you can see what we saw
161
471713
2754
al microscopio.
08:06
when we looked through the microscope.
162
474491
2020
Le nostre cellule lampeggiano,
08:09
Our cells are flashing,
163
477011
1563
e lampeggiano in sincronia,
08:10
and they're flashing in synchrony,
164
478598
2025
sulle pareti del cuore danneggiato.
08:12
back through the walls
of the injured heart.
of the injured heart.
165
480647
2089
Che cosa significa?
08:15
What does this mean?
166
483117
1151
Significa che le cellule sono vive,
08:16
It means the cells are alive,
167
484292
1484
stanno bene, battono
08:17
they're well, they're beating,
168
485800
2148
e sono riuscite a connettersi
in modo da battere in perfetta sincronia.
in modo da battere in perfetta sincronia.
08:19
and they've managed
to connect with one another
to connect with one another
169
487972
2229
08:22
so that they're beating in synchrony.
170
490225
2072
La cosa diventa ancora più interessante.
08:24
But it gets even more
interesting than this.
interesting than this.
171
492321
2115
Se guardate il tracciato qui sotto,
08:26
If you look at that tracing
that's along the bottom,
that's along the bottom,
172
494460
2443
vedete l'elettrocardiogramma
del porcellino d'india.
del porcellino d'india.
08:28
that's the electrocardiogram
from the guinea pig's own heart.
from the guinea pig's own heart.
173
496927
3345
Se allineate il lampeggiamento al battito,
08:32
And if you line up the flashing
with the heartbeat
with the heartbeat
174
500296
3153
che è mostrato in basso,
08:35
that's shown on the bottom,
175
503473
1300
noterete una perfetta
corrispondenza univoca.
corrispondenza univoca.
08:36
what you can see is there's a perfect
one-to-one correspondence.
one-to-one correspondence.
176
504797
3187
In altre parole, il pacemaker naturale
del porcellino d'india dà il ritmo
del porcellino d'india dà il ritmo
08:40
In other words, the guinea pig's
natural pacemaker is calling the shots,
natural pacemaker is calling the shots,
177
508008
4466
e le cellule del muscolo cardiaco
umano lo seguono a tempo
umano lo seguono a tempo
08:44
and the human heart muscle cells
are following in lockstep
are following in lockstep
178
512498
2984
come bravi soldatini.
08:47
like good soldiers.
179
515506
1488
08:49
(Applause)
180
517922
4616
(Applausi)
I nostri recenti studi si sono spostati
verso quella che credo sia
verso quella che credo sia
08:56
Our current studies have moved into
what I think is going to be
what I think is going to be
181
524017
3000
la cavia più simile al paziente umano:
08:59
the best possible predictor
of a human patient,
of a human patient,
182
527041
2661
il macaco.
09:01
and that's into macaque monkeys.
183
529726
2117
La prossima slide mostra
un'immagine microscopica
un'immagine microscopica
09:05
This next slide shows you
a microscopic image
a microscopic image
184
533350
3096
del cuore di un macaco
a cui è stato provocato un infarto
a cui è stato provocato un infarto
09:08
from the heart of a macaque that was given
an experimental heart attack
an experimental heart attack
185
536470
4442
e che poi è stato curato
con un'iniezione salina.
con un'iniezione salina.
09:12
and then treated with a saline injection.
186
540936
2079
Questa è essenzialmente una cura placebo
09:15
This is essentially like
a placebo treatment
a placebo treatment
187
543039
2233
che mostra la progressione
naturale della malattia.
naturale della malattia.
09:17
to show the natural history
of the disease.
of the disease.
188
545296
2165
09:19
The macaque heart muscle is shown in red,
189
547485
2268
Il muscolo cardiaco del macaco è in rosso,
e in blu vedete il tessuto cicatriziale
provocato dall'infarto.
provocato dall'infarto.
09:21
and in blue, you see the scar tissue
that results from the heart attack.
that results from the heart attack.
190
549777
3504
Quindi, guardandolo, potete notare
una mancanza nel muscolo
una mancanza nel muscolo
09:25
So as you look as this, you can see how
there's a big deficiency in the muscle
there's a big deficiency in the muscle
191
553305
3882
della parete cardiaca.
09:29
in part of the wall of the heart.
192
557211
1918
Non è difficile immaginare
come questo cuore possa avere difficoltà
come questo cuore possa avere difficoltà
09:31
And it's not hard to imagine
how this heart would have a tough time
how this heart would have a tough time
193
559153
3243
a generare tanta forza.
09:34
generating much force.
194
562420
1468
Questo, invece, è un cuore trattato
con cellule staminali.
con cellule staminali.
09:37
Now in contrast, this is one
of the stem-cell-treated hearts.
of the stem-cell-treated hearts.
195
565105
3376
Potete vedere di nuovo in rosso
il muscolo cardiaco del macaco
il muscolo cardiaco del macaco
09:41
Again, you can see
the monkey's heart muscle in red,
the monkey's heart muscle in red,
196
569290
3935
ma è davvero difficile vedere
il tessuto cicatrizzato in blu.
il tessuto cicatrizzato in blu.
09:45
but it's very hard to even see
the blue scar tissue,
the blue scar tissue,
197
573249
2707
Ciò è dovuto al fatto
che l'abbiamo ripopolato
che l'abbiamo ripopolato
09:47
and that's because we've
been able to repopulate it
been able to repopulate it
198
575980
3120
con del muscolo cardiaco umano
09:51
with the human heart muscle,
199
579124
1864
e abbiamo ottenuto
questa bella parete compatta.
questa bella parete compatta.
09:53
and so we've got this nice, plump wall.
200
581012
2182
09:55
OK, let's just take a second and recap.
201
583218
2118
Ok, datemi un minuto per ricapitolare.
Vi ho mostrato che possiamo prendere
le nostre cellule staminali
le nostre cellule staminali
09:57
I've showed you
that we can take our stem cells
that we can take our stem cells
202
585678
2534
10:00
and differentiate them
into cardiac muscle.
into cardiac muscle.
203
588236
2512
e differenziarle in muscolo cardiaco.
10:02
We've learned how to keep them alive
after transplantation,
after transplantation,
204
590772
3200
Abbiamo imparato a tenerle vive
dopo il trapianto,
dopo il trapianto,
10:05
we've showed that they beat
in synchrony with the rest of the heart,
in synchrony with the rest of the heart,
205
593996
3255
abbiamo mostrato che battono
in sincronia con il resto del cuore
in sincronia con il resto del cuore
e abbiamo mostrato
che possiamo impiantarle
che possiamo impiantarle
10:09
and we've shown that we can scale them up
206
597275
1995
10:11
into an animal that is the best possible
predictor of a human's response.
predictor of a human's response.
207
599294
4350
nell'animale più simile all'essere umano.
Pensate che abbiamo eliminato
tutti gli ostacoli verso la nostra meta?
tutti gli ostacoli verso la nostra meta?
10:16
You'd think that we hit all the roadblocks
that lay in our path, right?
that lay in our path, right?
208
604592
5763
A quanto pare, non è così.
10:23
Turns out, not.
209
611141
1190
Questi studi sui macachi
ci hanno insegnato
ci hanno insegnato
10:24
These macaque studies also taught us
210
612982
2395
che le cellule muscolari cardiache umane
10:27
that our human heart muscle cells created
a period of electrical instability.
a period of electrical instability.
211
615401
4703
creano un periodo
di instabilità elettrica.
di instabilità elettrica.
Provocano aritmie ventricolari,
o battiti irregolari,
o battiti irregolari,
10:32
They caused ventricular arrhythmias,
or irregular heartbeats,
or irregular heartbeats,
212
620128
3581
per molte settimane dopo il trapianto.
10:35
for several weeks after
we transplanted them.
we transplanted them.
213
623733
2264
Ciò era inaspettato, perché non era stato
riscontrato negli animali più piccoli.
riscontrato negli animali più piccoli.
10:39
This was quite unexpected, because
we hadn't seen this in smaller animals.
we hadn't seen this in smaller animals.
214
627038
3577
Abbiamo studiato attentamente
10:43
We've studied it extensively,
215
631266
1787
e abbiamo capito che il problema
nasce dal fatto che gli innesti cellulari
nasce dal fatto che gli innesti cellulari
10:45
and it turns out that it results
from the fact that our cellular graphs
from the fact that our cellular graphs
216
633077
3988
sono piuttosto immaturi
10:49
are quite immature,
217
637089
1538
e cellule cardiache immature
si comportano come pacemaker.
si comportano come pacemaker.
10:50
and immature heart muscle cells
all act like pacemakers.
all act like pacemakers.
218
638651
3582
Quindi, noi le innestiamo nel cuore
10:54
So what happens is,
we put them into the heart,
we put them into the heart,
219
642257
2395
e comincia una competizione
con i pacemaker presenti nel cuore
con i pacemaker presenti nel cuore
10:56
and there starts to be a competition
with the heart's natural pacemaker
with the heart's natural pacemaker
220
644676
3445
per chi deve dare il ritmo.
11:00
over who gets to call the shots.
221
648145
1619
È come inserire all'improvviso
11:02
It would be sort of like
222
650502
1163
11:03
if you brought a whole gaggle of teenagers
into your orderly household all at once,
into your orderly household all at once,
223
651689
4617
in una famiglia tranquilla
un gruppo di adolescenti
un gruppo di adolescenti
11:08
and they don't want to follow the rules
and the rhythms of the way you run things,
and the rhythms of the way you run things,
224
656330
4137
e questi non vogliono seguire
le regole o il vostro ritmo di vita
le regole o il vostro ritmo di vita
e ci vuole un po' di tempo
per metterli tutti in riga
per metterli tutti in riga
11:12
and it takes a while to rein everybody in
225
660491
1972
11:14
and get people working
in a coordinated fashion.
in a coordinated fashion.
226
662487
2477
e farli lavorare in armonia.
I nostri progetti per il momento
11:17
So our plans at the moment
227
665471
1249
sono di far passare alle cellule
questo momento di adolescenza
questo momento di adolescenza
11:18
are to make the cells go through
this troubled adolescence period
this troubled adolescence period
228
666744
3143
quando sono ancora in vitro,
11:21
while they're still in the dish,
229
669911
1982
per poi trapiantarle
in fase post-adolescenziale,
in fase post-adolescenziale,
11:23
and then we'll transplant them in
in the post-adolescent phase,
in the post-adolescent phase,
230
671917
4421
quando dovrebbero essere più disciplinate
11:28
where they should be much more orderly
231
676362
1970
e pronte ad ascoltare
le indicazioni di condotta.
le indicazioni di condotta.
11:30
and be ready to listen
to their marching orders.
to their marching orders.
232
678356
2730
Allo stesso tempo,
ci siamo accorti che funzionano
ci siamo accorti che funzionano
11:33
In the meantime, it turns out
we can actually do quite well
we can actually do quite well
233
681110
2804
se le trattiamo con farmaci
contro l'aritmia.
contro l'aritmia.
11:35
by treating with
anti-arrhythmia drugs as well.
anti-arrhythmia drugs as well.
234
683938
2404
Per cui rimane una sola grande domanda,
11:39
So one big question still remains,
235
687064
2590
che è, ovviamente, lo scopo principale
per cui stiamo facendo tutto ciò:
per cui stiamo facendo tutto ciò:
11:41
and that is, of course, the whole purpose
that we set out to do this:
that we set out to do this:
236
689678
3289
11:44
Can we actually restore function
to the injured heart?
to the injured heart?
237
692991
3322
possiamo ridare funzionalità
ad un cuore danneggiato?
ad un cuore danneggiato?
Per rispondere a questa domanda,
11:49
To answer this question,
238
697218
1260
11:50
we went to something that's called
"left ventricular ejection fraction."
"left ventricular ejection fraction."
239
698502
3766
siamo arrivati a ciò che definiamo
"frazione di eiezione
del ventricolo sinistro".
del ventricolo sinistro".
11:54
Ejection fraction is simply
the amount of blood
the amount of blood
240
702292
2330
La frazione di eiezione
indica semplicemente
indica semplicemente
quanto sangue viene spinto fuori
dalla camera cardiaca ad ogni battito.
dalla camera cardiaca ad ogni battito.
11:56
that is squeezed
out of the chamber of the heart
out of the chamber of the heart
241
704646
2366
11:59
with each beat.
242
707036
1172
Nei macachi sani,
così come nelle persone in salute,
così come nelle persone in salute,
12:00
Now, in healthy macaques,
like in healthy people,
like in healthy people,
243
708232
2459
le frazioni di eiezione sono circa il 65%.
12:02
ejection fractions are about 65 percent.
244
710715
2470
Dopo un infarto, la frazione
di eiezione scende al 40%,
di eiezione scende al 40%,
12:05
After a heart attack, ejection fraction
drops down to about 40 percent,
drops down to about 40 percent,
245
713748
4120
quindi questi animali
stanno per avere un arresto cardiaco.
stanno per avere un arresto cardiaco.
12:09
so these animals are
well on their way to heart failure.
well on their way to heart failure.
246
717892
2834
Negli animali che ricevono
un'iniezione di placebo,
un'iniezione di placebo,
12:12
In the animals that receive
a placebo injection,
a placebo injection,
247
720750
2275
quando li controlliamo un mese dopo,
12:15
when we scan them a month later,
248
723049
1575
12:16
we see that ejection
fraction is unchanged,
fraction is unchanged,
249
724648
2289
vediamo che la frazione d'eiezione
resta invariata,
resta invariata,
12:18
because the heart, of course,
doesn't spontaneously recover.
doesn't spontaneously recover.
250
726961
2861
perché il cuore
non si rigenera spontaneamente.
non si rigenera spontaneamente.
Invece in tutti gli animali
che hanno ricevuto un innesto
che hanno ricevuto un innesto
12:22
But in every one of the animals
that received a graft
that received a graft
251
730489
2783
di cellule muscolari cardiache umane,
12:25
of human cardiac muscle cells,
252
733296
1711
vediamo un sostanziale miglioramento
della funzionalità cardiaca.
della funzionalità cardiaca.
12:27
we see a substantial improvement
in cardiac function.
in cardiac function.
253
735031
2998
Un miglioramento in media
di otto punti, dal 40 al 48%.
di otto punti, dal 40 al 48%.
12:30
This averaged eight points,
so from 40 to 48 percent.
so from 40 to 48 percent.
254
738053
3934
Quello che posso dirvi
è che otto punti sono meglio
è che otto punti sono meglio
12:34
What I can tell you
is that eight points is better
is that eight points is better
255
742011
3056
di qualsiasi cosa ci sia oggi sul mercato
per il trattamento degli infarti.
per il trattamento degli infarti.
12:37
than anything that's
on the market right now
on the market right now
256
745091
2328
12:39
for treating patients with heart attacks.
257
747443
2011
12:41
It's better than everything
we have put together.
we have put together.
258
749478
2729
È il meglio che abbiamo potuto fare.
Per cui se ottenessimo
otto punti in ospedale,
otto punti in ospedale,
12:44
So if we could do
eight points in the clinic,
eight points in the clinic,
259
752231
2153
credo che sarebbe un grande risultato
con un grosso impatto sulla salute umana.
con un grosso impatto sulla salute umana.
12:46
I think this would be a big deal
that would make a large impact
that would make a large impact
260
754408
3011
12:49
on human health.
261
757443
1186
Ma la cosa si fa ancor più interessante.
12:51
But it gets more exciting.
262
759137
3581
Quello succedeva solo quattro settimane
dopo il trapianto.
dopo il trapianto.
12:54
That was just four weeks
after transplantation.
after transplantation.
263
762742
2679
12:57
If we extend these studies
out to three months,
out to three months,
264
765445
2900
Se estendiamo la ricerca
a tre mesi dopo il trapianto,
a tre mesi dopo il trapianto,
13:00
we get a full 22-point gain
in ejection fraction.
in ejection fraction.
265
768369
4062
guadagniamo ben 22 punti
nella frazione di eiezione.
nella frazione di eiezione.
13:04
(Applause)
266
772455
3998
(Applausi)
La funzionalità nei cuori
così trattati è talmente buona
così trattati è talmente buona
13:11
Function in these
treated hearts is so good
treated hearts is so good
267
779874
2450
che se non fossimo a conoscenza
dei problemi cardiaci di questi animali,
dei problemi cardiaci di questi animali,
13:14
that if we didn't know up front
that these animals had had a heart attack,
that these animals had had a heart attack,
268
782348
3830
non saremmo in grado di scoprirlo
attraverso gli studi di funzionalità.
attraverso gli studi di funzionalità.
13:18
we would never be able to tell
from their functional studies.
from their functional studies.
269
786202
5476
Andando oltre, il nostro piano
è di cominciare la prima fase,
è di cominciare la prima fase,
13:24
Going forward, our plan
is to start phase one,
is to start phase one,
270
792757
3654
dapprima con test clinici sull'uomo qui
all'università di Washington per il 2020.
all'università di Washington per il 2020.
13:28
first in human trials here at
the University of Washington in 2020 --
the University of Washington in 2020 --
271
796435
3645
Fra soli due anni.
13:32
two short years from now.
272
800104
1992
Supponendo che questi studi
siano sicuri ed efficaci,
siano sicuri ed efficaci,
13:34
Presuming these studies
are safe and effective,
are safe and effective,
273
802834
3068
e credo che lo saranno,
13:37
which I think they're going to be,
274
805926
1946
il nostro piano è di inviare
queste cellule in tutto il mondo
queste cellule in tutto il mondo
13:39
our plan is to scale this up
and ship these cells all around the world
and ship these cells all around the world
275
807896
4141
per il trattamento di pazienti
con problemi cardiaci.
con problemi cardiaci.
13:44
for the treatment of patients
with heart disease.
with heart disease.
276
812061
2300
Visto il livello globale
di diffusione della malattia,
di diffusione della malattia,
13:46
Given the global burden of this illness,
277
814996
1962
13:48
I could easily imagine this treating
a million or more patients a year.
a million or more patients a year.
278
816982
3548
posso ipotizzare il trattamento
di oltre un milione di pazienti all'anno.
di oltre un milione di pazienti all'anno.
Immagino un futuro,
fra una decina di anni,
fra una decina di anni,
13:52
So I envision a time,
maybe a decade from now,
maybe a decade from now,
279
820916
2656
in cui un paziente come mia mamma
possa ricevere una cura
possa ricevere una cura
13:55
where a patient like my mother
will have actual treatments
will have actual treatments
280
823596
3209
che miri alla radice del problema,
non solo ai sintomi.
non solo ai sintomi.
13:58
that can address the root cause
and not just manage her symptoms.
and not just manage her symptoms.
281
826829
4114
Tutto ciò deriva dal fatto
che le cellule staminali
che le cellule staminali
14:02
This all comes from the fact
that stem cells give us the ability
that stem cells give us the ability
282
830967
3072
ci permettono di riparare il corpo umano
a partire dai suoi componenti.
a partire dai suoi componenti.
14:06
to repair the human body
283
834063
1699
14:07
from its component parts.
284
835786
2210
In un futuro non molto lontano,
14:10
In the not-too-distant future,
285
838774
2091
la riparazione degli esseri umani
14:12
repairing humans is going to go
286
840889
3087
14:16
from something that is
far-fetched science fiction
far-fetched science fiction
287
844000
3220
passerà da inverosimile fantascienza
a una pratica medica comune.
14:19
into common medical practice.
288
847244
2267
Quando succederà,
14:22
And when this happens,
289
850043
1329
si tratterà di una rivoluzione
tanto grande
tanto grande
14:23
it's going to have
a transformational effect
a transformational effect
290
851396
2078
da competere con lo sviluppo
dei vaccini e degli antibiotici.
dei vaccini e degli antibiotici.
14:25
that rivals the development
of vaccinations and antibiotics.
of vaccinations and antibiotics.
291
853498
3769
Grazie per la vostra attenzione.
14:30
Thank you for your attention.
292
858148
1447
14:31
(Applause)
293
859619
2613
(Applausi)
ABOUT THE SPEAKER
Chuck Murry - Physician, scientistChuck Murry founded and currently directs the Institute for Stem Cell and Regenerative Medicine at the University of Washington.
Why you should listen
Heart failure -- now the number one cause of death worldwide -- is the motivation behind Dr. Chuck Murry's specialized research into innovative treatments. Murry believes that it's not enough simply to help patients who are plagued with chronic disease survive. Instead, his pioneering work seeks to harness the potential of human stem cells to eliminate the disease from the body.
Chuck Murry | Speaker | TED.com