TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atala apie naujų organų auginimą
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
Šiuolaikiškoje Anthony Atala laboratorijoje auginami žmogaus organai - nuo raumenų iki karaujagyslių, šlapimo pūslių ir kitų. TEDMED jis rodo, kaip jo bioinžinieriai dirba su mokslinės fantastikos aparatais, įskaitant į orkaitę panašų bioreaktorių (įkaistantį iki 37C) ir mašiną, kuri "spausdina" žmogaus audinius.
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
This is actually a painting
0
0
3000
Tai yra paveikslas,
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
kabantis Countway bibliotekoje, Harward medicinos mokykloje.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
Jame vaizduojamas pirmasis pasaulyje organo persodinimas.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
Priekyje matote Joe Murray,
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
ruošiantį pacientą persodinimui,
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
o kitame kambaryje matote Hartwell Harrison,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
Harward urologijos skyriaus vedėją,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
išimantį inkstą.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
Inkstas buvo pats pirmasis
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
žmogui persodintas organas.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
Tai buvo 1954-aisiais,
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
prieš 55 metus.
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
Tačiau mes vis dar susiduriame su daugeliu tų pačių iššūkių,
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
kaip ir prieš daugelį dešimtmečių.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
Išties didelė pažanga, daug išgelbėtų gyvybių.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
Bet mums labai trūksta organų.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
Per paskutinįjį dešimtmetį pacientų,
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
laukiančių persodinimo, skaičius padvigubėjo.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
Tuo tarpu atliekamų persodinimų skaičius
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
išliko beveik nepakitęs.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
Tai labai susiję su mūsų senstančia populiacija.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
Mes tiesiog senėjam.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
Medicinai vis geriau sekasi
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
išsaugoti musų gyvybes.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
Bet mums senstant, mūsų organų veikla sparčiai silpnėja.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
Tad tai yra iššūkis
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
ne tik organams, bet ir audiniams.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
Bandymas pakeisti kasą,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
bandymas pakeisti nervus, galintis padėti sergant Parkinson liga.
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
Tai didžiosios problemos.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
Štai stulbinanti statistika.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
Kas 30 sekundžių
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
pacientas miršta nuo ligų,
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
kurias galima išgydyti atkuriant arba pakeičiant audinius.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
Tad ką mes galime padaryti?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
Šįvakar kalbėjome apie kamienines ląsteles.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
Tai vienas iš būdų.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
Bet dar reikia daug padirbėti, norint perkelti kamienines ląsteles į pacientus
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
tikrai organų terapijai.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
Ar gi nebūtų šaunu, jei mūsų kūnai gebėtų regeneruotis?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
Ar nebūtų puiku, jei galėtume pajungti savo kūno
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
galią ir patys pasigydyti?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
Išties tai nėra itin svetima mintis;
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
tai vyksta Žemėje kiekvieną dieną.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
Štai salamandros nuotrauka.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
Salamandros turi stebėtiną gebėjimą regeneruotis.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
Štai trumpas filmukas.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
Čia šios salamandros sužeista galūnė.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
Čia tikros nuotraukos, padarytos
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
laikui bėgant ir rodančios, kaip ta galūnė atauga
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
per keletą dienų.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
Matote, kaip susidaro randas.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
Ir iš rando išauga
02:46
a new limb.
53
151000
2000
nauja galūnė.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
Salamandros tai sugeba.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
Kodėl nesugebam mes? Kodėl žmonės negali regeneruotis?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
Tiesą sakant, galim.
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
Jūsų kūne yra daugybė organų,
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
ir kiekviename iš jų
03:03
has a cell population
59
168000
2000
yra populiacija ląstelių,
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
pasiruošusių pakeisti žuvusias susižeidus. Tai vyksta kiekvieną dieną.
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
Jums senstant,
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
jūsų kaulai atsinaujina kas 10 metų.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
Jūsų oda atsinaujina kas dvi savaites.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
Taigi jūsų kūnas nuolat regeneruojasi.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
Iššūkis atsiranda susižeidus.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
Susižeidus ar susirgus,
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
pirmoji organizmo reakcija
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
yra izoliuotis nuo likusio kūno.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
Iš esmės jis nori atremti infekciją
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
ir izoliuotis. Ar tai būtų organai jūsų kūne,
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
ar jūsų oda, pirmoji reakcija -
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
randiniu audiniu
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
izoliuotis nuo išorės.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
Tad kaip gi galime pažaboti šias galias?
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
Vienas iš būdų -
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
naudoti išmaniąsias biomedžiagas.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
Kaip tai viekia? Na, kairėje pusėje matote
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
pažeistą šlapimo kanalą.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
Tai kanalas jungiantis šlapimo pūslę su kūno išore.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
Ir matote, kad jis pažeistas.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
Mes išsiaiškinome, kad galima panaudoti išmaniąsias biomedžiagas
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
kaip tiltą.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
Jei pastatote tokį tiltą ir atskiriate
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
nuo išorės,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
galite sukurti tiltą, ir ląstelės,
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
atsinaujinančios jūsų kūne,
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
gali keliauti tuo tiltu, eiti tuo keliu.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
Būtent tai ir matote čia.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
Tai - išmanioji biomedžiaga,
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
kurią panaudojome šiam pacientui gydyti.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Tai buvo pažeistas šlapimo takas kairėje.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
Biomedžiagą panaudojome viduryje.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
Ir, po šešių mėnesių, dešinėje
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
matote šį atsistačiusį šlapimo taką.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
Pasirodo jūsų kūnas geba atsinaujinti,
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
bet tik nedideliais atstumais.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
Didžiausias efektyvios regeneracijos atstumas
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
yra tik apie vieną centimetrą.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
Tad galime naudoti išmaniąsias biomedžiagas,
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
bet ne didesniems nei vieno centimetro
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
tarpams, statyti tiltus.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
Taigi mes regeneruojame, bet ribotais atstumais.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
O ką daryti,
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
kai sužeisti didesni organai?
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
Ką daryti, kai pažeistos
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
struktūros, gerokai didesnės
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
nei vienas centimetras?
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
Tada galima pradėti naudoti ląsteles.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
Šiuo atveju strategija tokia: jei pacientas ateina pas mus
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
su sergančiu ar sužeistu organu,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
galima paimti labai mažą audinio gabalėlį iš to organo,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
mažesnį nei pusė pašto ženklo.
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
Tada galima tą audinį išnarplioti
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
ir pažiūrėti į jo pagrindines sudedamąsias dalis -
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
paties paciento ląsteles.
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
Ląstelės išimamos,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
auginamos ir dauginamos dideliais kiekiais už kūno ribų
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
ir tada naudojamos karkasinės medžiagos.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
Pažiūrėjus plika akimi, jos atrodo kaip skiautė iš jūsų palaidinės
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
ar jūsų marškinių, bet iš tikrųjų
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
šios medžiagos gan sudėtingos
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
ir yra sukurtos taip, kad kūne suirtų.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
Jos suyra po keleto mėnesių.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
Jos yra tik ląstelių pernašos priemonė.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Ji perkelia ląsteles į kūną. Ji leidžia
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
ląstelėms regeneruoti naują audinį
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
ir, kai audinys yra atgamintas, karkasas pasišalina.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Tai mes ir padarėme su šiuo raumens gabalėliu.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Čia pavaizduota dalis raumens ir kaip mes išnaršome
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
sandarą, kad sukurtumėme tą raumenį.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Paimame ląsteles, padauginam jas,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
patalpiname ant karkaso
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
ir įsodinam tą karkasą atgal pacientui.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Bet iš tikrųjų, prieš įsodindami karkasą pacientui,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
mes jį mankštiname.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Norim įsitikinti, kad raumuo bus ištreniruotas,
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
kad žinos, ką turi daryti,
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
įsodinus jį pacientui.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Tai čia ir matote. Matote, kaip
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
šis raumenų bioreaktorius
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
mankština raumenį pirmyn ir atgal.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
Taigi. Čia mes matome plokščias struktūras,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
raumenis.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
O kaip kitokios struktūros?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Štai sukurta kraujagyslė.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Labai panašu į tai, ką ką tik padarėme, tik truputį sudėtingiau.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Čia mes imame karkasą,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
ir paprasčiausiai - karkasas gali būti kaip šis popieriaus lapas.
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
Mes galime šį karkasą susukti į vamzdelį.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
Norėdami pagaminti kraujagyslę, taikome tą pačią strategiją.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Kraujagyslė sudaryta iš dviejų rūšių ląstelių.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
Imame raumenų ląsteles, jas prilipdome,
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
jomis padengiame išorę,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
tarsi keputme sluoksniuotą pyragą.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Raumenų ląstelės dedamos išorėje.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Kraujagyslės dengiamojo audinio ląsteles dedame viduje.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Štai - pilnai apsodintas karkasas.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Jį dedame į prietaisą, panašų į orkaitę.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Jame yra tokios pačios sąlygos, kaip ir žmogaus kūne:
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 laipsniai Celsijaus,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95 procentai deguonies.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Tada jį mankštiname taip, kaip matėte aname įraše.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
Dešinėje matote pagamintą miego arteriją.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Ši arterija eina nuo jūsų kaklo į smegenis.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
O šioje rentgeno nuotraukoje matote
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
aiškią, veiklią kraujagyslę.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Sudėtingesnės struktūros,
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
tokios, kaip kraujagyslė ar šlapimo takai, kurias jums rodžiau,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
jos akivaizdžiai sudėtingesnės,
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
nes įvedami du skirtingi ląstelių tipai.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Bet jos dažniausiai veikia kaip latakai.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
Jomis teka skystis ar oras
08:11
at steady states.
173
476000
2000
pastoviomis sąlygomis.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Bet jos toli gražu ne tokios sudėtingos, kaip tuščiaviduriai organai.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Tuščiaviduriai organai žymiai aukštesnio sudėtingumo laipsnio,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
nes jie turi veikti pagal poreikį.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Vienas tokių organų - šlapimo pūslė.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Ta pati strategija, imame labai mažą dalelę pūslės,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
mažesnę nei pusė pašto ženklo.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Tada išardom tą audinį
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
į jo dvi ląstelines sudedamąsias dalis:
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
raumenis ir šias specializuotas pūslės ląsteles.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Auginam ląsteles dideliais kiekiais už kūno ribų.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Organo ląstelės išauga per maždaug keturias savaites.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Tada imame karkasą, kuriam suteikiame pūslės formą.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Vidų padengiame šiomis pūslės dengiamojo audinio ląstelėmis.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Išorę padengiame šiomis raumenų ląstelėmis.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Dedame jį atgal į šį į orkaitę panašų prietaisą.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
Praėjus šešioms - aštuonioms savaitėms po to, kai paimame audinio gabalėlį,
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
galima organą įsodinti atgal pacientui.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Čia matote karkasą.
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
Medžiaga dengiama ląstelėmis.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Atlikdami pirmąjį klinikinį tyrimą su šiais pacientais,
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
mes sukūrėme individualų karkasą kiekvienam pacientui.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Pasikvietėme pacientus
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
iki numatytos operacijos likus šešioms - aštuonioms savaitėms, padarėme Rentgeno nuotraukas
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
ir sukonstravom karkasą tiksliai pritaikytą kiekvieno paciento
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
dubens ertmės dydžiui.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Antrojoje tyrimų fazėje turėjome pasiruošę
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
skirtingo dydžio karkasus - mažą, vidutinį, didelį ir labai didelį.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Juokas)
09:32
It's true.
202
557000
2000
Tai tiesa.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
Esu tikras, visi čia norėtų labai didelio. Ar ne?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Juokas)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Tad pūslės yra tikrai truputį sudėtingesnės
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
nei kitos struktūros.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Bet yra dar sudėtingesnių tuščiavidurių organų.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Štai čia - mūsų sukurtas širdies vožtuvas.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
Širdies vožtuvui sukonstruoti tinka ta pati strategija.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Imame karkasą, jį apsodiname ląstelėmis,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
ir štai, matote, vožtuvo lapeliai atsidarinėja ir užsidarinėja.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Prieš įsodindami, mes juos mankštiname.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Ta pati strategija.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
O patys sudėtingiausi yra vientisi organai.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
Vientisi organai yra sudėtingesni,
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
nes reikia gerokai daugiau ląstelių kiekvienam centimetrui.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Tai - paprastas vientisas organas - ausis.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Dabar įsodinamos kremzlės ląstelės.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Štai - į orkaitę panašus prietaisas;
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
po padengimo ausis dedama į jį.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
Ir po keleto savaičių galima išimti kremzlinį karkasą.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Čia konstruojame pirštus.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Jie sluoksniuojami po vieną sluoksnį,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
pirmiausia - kaulas, tarpus užpildome kremzle.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Ir tada pradedame ant viršaus dėti raumenis.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
Ir imame sluoksniuoti šias vientisas struktūras.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Vėlgi, tai ganėtinai sudėtingi organai,
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
bet patys sudėtingiausi vientisi organai
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
yra labai vaskuliarizuoti, t.y. tankiai išraizgyti
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
galybės kraujagyslių.
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
Organai tokie kaip širdis,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
kepenys, inkstai.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Štai pavyzdys - keletas strategijų,
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
kaip konstruoti vientisus organus.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Tai viena iš jų. Naudojame spausdintuvą.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
O vietoje rašalo naudojame - matėte rašalo kasetę -
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
tiesiog naudojame ląsteles.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Tai įprastas stalinis spausdintuvas.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Jis spausdina šią dviertmę širdį
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
po vieną sluoknį.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Matote, kaip randasi širdis. Spausdinimas užtrunka apie 40 minučių,
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
ir po maždaug keturių - šešių valandų
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
matote, kaip susitraukinėja raumenų ląstelės.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Plojimai)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Šią technologą išvystė Tao Ju, kuris dirbo mūsų institute.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
Eksperimentai, žinoma, vis dar
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
netaikomi pacientams.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
Kita strategija, kuria vadovavomės,
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
yra naudoti organus, iš kurių pašalintos ląstelės.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Imame donorų organus,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
kurie buvo išmesti,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
ir tada galime, panaudodami labai švelnius ploviklius,
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
pašalinti iš šių organų visus ląstelinius elementus.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Pavyzdžiui, kairėje,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
viršuje matote kepenis.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Imame donoro kepenis,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
naudojame labai švelnius ploviklius
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
ir pasitelkę juos pašaliname visas ląsteles
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
iš kepenų.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Po poros savaičių galime pakelti šį organą,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
liesti kaip kepenis,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
galime jį laikyti kaip kepenis,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
jis atrodo kaip kepenys, bet jame nėra ląstelių.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Viskas, kas mums lieka,
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
tai, galima sakyti, kepenų skeletas,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
visas sudarytas iš kolageno,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
medžiagos, kurios yra mūsų kūne, kuri nebus organizmo atmetama.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Galima ją perkelti iš vieno paciento kitam.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Tada paėmę šią kraujagyslinę struktūrą
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
galime įrodyti, kad išsaugotas kraujagyslių tinklas.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Matote, tai rentgenoskopija.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Įleidžiame spalvos į organą.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Matote, kaip prasideda. Įleidžiame spalvos į organą,
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
į šias kepenis be ląstelių.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
Ir matote - kraujagyslių tinklas išliko sveikas.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Tada imame ląsteles, vaskuliarines ląsteles,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
t.y. kraujagyslines ląsteles, užliejame kraujagyslių tinklą
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
paties paciento ląstelėmis.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Užliejame kepenų išorę
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
paties paciento kepenų ląstelėmis.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
Ir tada galime sukurti veikiančias kepenis.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
Tai jūs dabar ir matote.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Tai vis dar tik eksperimentai. Bet eksperimentų metu gebame
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
atkurti kepenų struktūros funkcionalumą.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
Inkstui,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
kaip aš jums pasakojau apie pirmąjį parodytą paveikslą,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
pirmą skaidrę, kurią jums rodžiau,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90 procentų organų persodinimo laukiančių pacientų
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
laukia inksto, 90 procentų.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Tad, dar viena strategija, kuria vadovaujamės,
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
yra sukurti paplotėlius,
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
kuriuos sudedame vieną ant kito, it akordeoną.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Taigi sudedame tuos paplotėlius vieną ant kito, naudodami inkstų ląsteles.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
Matote mūsų pagamintus miniatiūrinius inkstus.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Jie tikrai gamina šlapimą.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Vėlgi, tai mažos struktūros, mūsų iššūkis yra jas padidinti,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
tai mes ir bandome padaryti
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
dabar institute.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Vienas dalykas, kurį noriu apibendrinti,
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
yra kokios atkuriamosios medicinos strategijos mes siekiame.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Jei tik įmanoma,
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
norėtumėme naudoti išmaniąsias biomedžiagas,
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
kurias galėtumėme tiesiog imti nuo lentynos,
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
ir regeneruoti jūsų organus.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
Dabar mūsų galimybes riboja atstumai,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
bet mūsų tikslas - laikui bėgant tuos atstumus didinti.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Jei negalime panaudoti išmaniųjų biomedžiagų,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
tada verčiau naudosim jūsų nuosavas ląsteles.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Kodėl? Todėl, kad jos nebus atmestos.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Galime paimti jūsų ląsteles,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
sukurti struktūrą, įsodinti atgal jums, jų organizmas neatmes.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
Ir jei įmanoma, verčiau naudosim ląsteles iš jūsų atitinkamo organo.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Jei pažeista jūsų trachėja,
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
norėtumėme paimti ląstelių iš jūsų trachėjos.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Jei pažeista jūsų kasa,
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
norėtumėme paimti ląstelių iš šio organo.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Kodėl? Nes mes verčiau imam tas ląsteles,
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
kurios jau žino, kad yra jums reikalingos rūšies ląstelės.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
Trachėjos ląstelė jau žino, kad yra trachėjos ląstelė.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Mums nereikia jos mokyti tapti kitos rūšies ląstele.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Taigi pirmenybę teikiam specifinėms organų ląstelėms.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
Ir šiandien galime gauti ląstelių iš beveik bet kurio jūsų kūno organo,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
išskyrus keletą, kuriems vis dar reikalingos kamieninės ląstelės,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
pavyzdžiui, širdį, kepenis, nervus ir kasą.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
Šiems organams mums vis dar reikalingos kamieninės ląstelės.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Jei negalime panaudoti kamieninių ląstelių iš jūsų kūno,
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
tada norėtumėme naudoti donoro kamienines ląsteles.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
Pirmenybę tekiame ląstelėms, kurios nebus atmestos
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
ir nesudarys auglių.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
Mes daug dirbame su kamieninėmis ląstelėmis, apie kurias
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
prieš du metus parašėme straipsnį,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
kamieninėmis ląstelėmis iš amniono skysčio
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
ir placentos, kurios pasižymi tomis savybėmis.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Dabar noriu jums papasakoti,
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
su kokiais pagrindiniais iššūkiais mes susiduriame.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Žinote, ką tik jums parodžiau šį pristatymą, viskas atrodo gerai,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
viskas veikia. Iš tikrųjų - ne,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
tos technologijos ne tokios paprastos.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Kai kurie darbai, iš šiandien matytų,
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
buvo atlikti daugiau nei 700 tyrėjų
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
mūsų institute per 20 metų.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Taigi šios technologijos labai sudėtingos.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Atradus teisingą formulę, ją galima atkartoti.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Bet tam pasiekti reikia daug darbo.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Tad, aš visad mėgstu rodyti šią karikatūrą.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Kaip sustabdyti nebesuvaldomą karietą.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
Matote vairuotoją
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
ir jis, viršutiniame langelyje,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
daro A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Ir pagaliau sustabdo karietą.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
Tokie dažniausiai yra paprasti mokslininkai.
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
Apačia paprastai - chirurgai.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Juokas)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Aš chirurgas, tad tai nejuokinga.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Juokas)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Bet iš tikrųjų metodas A yra teisingas.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
Ir tuo noriu pasakyti, kad kaskart, kai vieną iš šių technologijų
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
perkeldavome į kliniką,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
mes įsitikindavome, kad padarėme viską, ką galima
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
padaryti laboratorijoje, prieš
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
pradėdami bandyti šias technologijas su pacientais.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
Ir kai imame taikyti šias technologijas pacientams,
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
būtinai turime sau užduoti labai sunkų klausimą:
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
ar esi pasiruošęs tai įsodinti savo mylimajam, savo paties vaikui,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
šeimos nariui, ir tik tada dirbam toliau.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Nes mūsų pagrindinis tikslas, žinoma,
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
yra pirmiausia nedaryti žalos.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Dabar parodysiu jums trumpą įrašą.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
Tai penkių sekundžių įrašas apie pacientę,
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
kuri gavo vieną iš sukurtų organų.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Mes kai kurias šių struktūrų pradėjome įsodinti
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
prieš daugiau nei 14 metų.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
Tad turime pacientų vaikščiojančių su organais,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
sukurtais daugiau nei prieš 10 metų.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Parodysiu įrašą apie vieną panelę.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Ji turėjo įskilą stuburą, stuburo pažeidimą.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Ji neturėjo normalios pūslės. Tai ištrauka iš CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Tik penkios sekundės.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
Šia ištrauka pasirūpino Sanjay Gupta.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Video: Kaitlyn M: Aš laiminga. Vis bijojau,
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
kad man gali atsitikti kokia nelaimė ar kažkas panašaus.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
O dabr galiu tiesiog
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
eiti pasilinksminti su draugais,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
veikti, ką tik panorėjus.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Anthony Atala: Matote, galų gale, atkuriamosios medicinos pažadas
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
yra vienas.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
Ir labai paprastas:
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
pagydyti mūsų pacientus.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Ačiū jums už dėmesį.
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(Plojimai)
ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - SurgeonAnthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.
Why you should listen
Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.
In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.
Anthony Atala | Speaker | TED.com