TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Nina Tandon: Zorgt weefselontwerp voor gepersonaliseerde medicijnen?
Filmed:
Readability: 5.3
1,204,216 views
Ieders lichaam is uniek. Dat is een leuke gedachte, tot je een ziekte moet genezen -- waarbij elk lichaam anders en, vaak onvoorspelbaar, reageert op een standaardbehandeling. Weefselontwerper Nina Tandon praat over een mogelijke oplossing: pluripotente stamcellen gebruiken om gepersonaliseerde modellen te maken van organen waarop je nieuwe medicijnen en behandelingen kan testen, en die je op computerchips kan opslaan. (Noem het gerust extreem gepersonaliseerde geneeskunde.)
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
Ik toon jullie een video
van enkele modellen
van enkele modellen
00:18
I work with.
1
2888
1589
waar ik mee werk.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Ze hebben allemaal perfecte maten
en geen grammetje vet.
en geen grammetje vet.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
Zei ik al dat ze geweldig zijn?
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
En dat ze wetenschappelijk zijn?
(Lacht)
(Lacht)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Je raadt het al,
ik ben weefselingenieur.
ik ben weefselingenieur.
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
Dit is een video van het kloppende hart
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
dat ik in het lab heb ontworpen.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
We hopen dat deze weefsels op een dag
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
kunnen dienen als vervangstukken
voor het menselijke lichaam.
voor het menselijke lichaam.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Maar vandaag ga ik vertellen
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
hoe deze weefsels geweldige modellen zijn.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Denk even aan het proces
voor screening van medicijnen.
voor screening van medicijnen.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Dat gaat van opstellen van de formule,
labotesten, testen op dieren
labotesten, testen op dieren
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
naar klinische proeven,
wat je testen op mensen zou kunnen noemen,
wat je testen op mensen zou kunnen noemen,
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
tot de medicijnen op de markt komen.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Het kost veel geld en tijd
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
en zelfs als een medicijn op de markt komt,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
is het soms onvoorspelbaar
en schaadt het mensen.
en schaadt het mensen.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
Hoe later het faalt,
hoe erger de gevolgen.
hoe erger de gevolgen.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Het komt op twee dingen neer.
Ten eerste, mensen zijn geen ratten.
Ten eerste, mensen zijn geen ratten.
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
Ten tweede, ondanks onze sterke gelijkenissen
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
hebben die kleine verschillen tussen jou en mij
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
enorme impact op hoe we medicijnen omzetten
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
en hoe die op ons inwerken.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
Als we in het labo nu eens
betere modellen hadden
betere modellen hadden
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
die ons niet alleen beter zouden nabootsen
dan ratten
dan ratten
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
maar ook onze diversiteit beter weergaven?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Even kijken hoe we dat doen
met weefselontwerp.
met weefselontwerp.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
Eén van de erg belangrijke sleuteltechnieken
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
zijn de zogenaamde
geïnduceerde pluripotente stamcellen.
geïnduceerde pluripotente stamcellen.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Ze zijn recent in Japan ontwikkeld.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
Geïnduceerde pluripotente stamcellen dus.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Ze zien er sterk uit als embryonale stamcellen
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
maar dan zonder de controverse.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
We induceren cellen, huidcellen bijvoorbeeld,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
door er wat genen aan toe te voegen,
ze op cultuur te zetten
ze op cultuur te zetten
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
en ze dan te oogsten.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Het zijn huidcellen die je kan foppen,
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
een soort cellulaire amnesie,
tot ze weer embryonaal worden.
tot ze weer embryonaal worden.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Maar dan zonder controverse,
dat is cool punt nummer één.
dat is cool punt nummer één.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
Cool punt nummer twee
is dat je er elke soort weefsel
is dat je er elke soort weefsel
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
uit kunt kweken: hersenen, hart, lever,
je ziet het al,
je ziet het al,
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
maar dan uit jouw cellen.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
We kunnen een model maken
van je hart, je brein,
van je hart, je brein,
02:23
on a chip.
45
127170
2632
op een chip.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
Weefsel maken met voorspelbare
dichtheid en gedrag
dichtheid en gedrag
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
is deel twee, dat erg belangrijk wordt
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
om deze modellen te laten aanvaarden
voor medicijntesten.
voor medicijntesten.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
Dit is een schema van een bioreactor
die we in ons lab ontwikkelen
die we in ons lab ontwikkelen
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
om weefsel te ontwerpen
op meer modulaire, schaalbare wijze.
op meer modulaire, schaalbare wijze.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
In de toekomst krijgen we parallelle versies hiervan
op grote schaal,
op grote schaal,
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
met duizenden stukjes menselijk weefsel.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
Het is als een klinische test op een chip.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Nog iets over die
geïnduceerde pluripotente stamcellen:
geïnduceerde pluripotente stamcellen:
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
als we huidcellen nemen, bijvoorbeeld,
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
van mensen met een erfelijke ziekte
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
en we er weefsel uit kweken,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
kunnen we deze technieken
van weefselontwerp
van weefselontwerp
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
gebruiken om die ziekte
te modelleren in het lab.
te modelleren in het lab.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Dit voorbeeld komt uit het lab
van Kevin Eggan in Harvard.
van Kevin Eggan in Harvard.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Hij heeft neuronen gegenereerd
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
uit geïnduceerde pluripotente stamcellen
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
van patiënten met de ziekte van Lou Gehrig.
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
Hij heeft er neuronen van gemaakt.
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
Het verbazende is dat deze neuronen
ook symptomen van de ziekte hebben.
ook symptomen van de ziekte hebben.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Met ziektemodellen als deze,
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
hebben we sneller een antwoord op de ziekte
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
dan ooit tevoren
en ontdekken we medicijnen sneller.
en ontdekken we medicijnen sneller.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
Nog een voorbeeld van stamcellen van een patiënt
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
met retinitis pigmentosa,
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
degeneratie van het netvlies.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
Die ziekte komt voor in mijn familie.
Hopelijk helpen
Hopelijk helpen
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
dit soort cellen om een remedie te vinden.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Sommigen vinden dat dit allemaal mooi klinkt,
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
maar "Zijn ze echt zo goed als een rat?"
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
Een rat is een volwaardig organisme,
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
met netwerken van organen die interageren.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Een medicijn voor het hart
kan in de lever worden omgezet
kan in de lever worden omgezet
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
en sommige bijproducten
kunnen in het vet worden opgeslagen.
kunnen in het vet worden opgeslagen.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
Mis je dat alles niet met modellen
van weefselontwerpen?
van weefselontwerpen?
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
Dit is een andere trend in het domein.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
Door technieken van weefselontwerp
te combineren met microfluidica,
te combineren met microfluidica,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
evolueert het domein net in die richting:
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
een model van het hele ecosysteem
van het lichaam,
van het lichaam,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
met meerdere orgaansystemen
om te testen
om te testen
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
hoe een medicijn dat je neemt
voor je bloeddruk
voor je bloeddruk
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
invloed kan hebben op je lever
of een antidepressivum op je hart.
of een antidepressivum op je hart.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Die systemen zijn moeilijk te bouwen,
we beginnen nog maar net,
we beginnen nog maar net,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
uitkijken dus.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Maar dat is niet alles.
Als een medicijn is goedgekeurd,
Als een medicijn is goedgekeurd,
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
kunnen we met technieken van weefselontwerp
gepersonaliseerde behandelingen ontwerpen.
gepersonaliseerde behandelingen ontwerpen.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
Misschien gaat dit voorbeeld je ooit aan,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
ik hoop van niet,
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
want stel je voor dat je een telefoontje krijgt
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
met het slechte nieuws dat je kanker hebt.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
Wil je dan niet testen of die kankermedicijnen
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
gaan werken voor jouw kanker?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
Dit voorbeeld komt uit het lab van Karen Burg,
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
waar ze inkjet-technologie gebruiken
om borstkankercellen te drukken
om borstkankercellen te drukken
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
en er de progressie
en behandeling van te bestuderen.
en behandeling van te bestuderen.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
Collega's van ons bij Tufts vermengen
modellen als deze
modellen als deze
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
met weefselontworpen bot om te zien hoe kanker
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
van één deel van het lichaam
naar het andere uitzaait.
naar het andere uitzaait.
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
Dat soort multi-weefsel-chips
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
wordt de volgende generatie
voor dit soort studies.
voor dit soort studies.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
Als je de modellen bekijkt die we net bespraken,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
zie je, als je de evolutie bekijkt,
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
dat weefselontwerp goed geplaatst is
om screening van medicijnen
om screening van medicijnen
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
op elk punt sterk te verbeteren:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
ziektemodellen zorgen voor
betere medicijnformules,
betere medicijnformules,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
massief parallelle menselijke weefselmodellen
zijn een revolutie voor de labtesten,
zijn een revolutie voor de labtesten,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
verminderen testen op dieren
en testen op mensen in klinische proeven,
en testen op mensen in klinische proeven,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
en geïndividualiseerde therapie
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
zet zelfs ons concept van wat een markt is
op zijn kop.
op zijn kop.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
We zorgen voor een dramatische versnelling
van de feedback
van de feedback
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
tussen de ontwikkeling van een molecule
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
en het leren hoe die werkt
in het menselijk lichaam.
in het menselijk lichaam.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Dat doen we door de transformatie
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
van biotechnologie en farmacologie
naar informatietechnologie,
naar informatietechnologie,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
waardoor we medicijnen
sneller ontdekken en evalueren,
sneller ontdekken en evalueren,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
goedkoper, en effectiever.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
Het geeft een nieuwe lading aan
'modellen tegen proeven op dieren', niet?
'modellen tegen proeven op dieren', niet?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Dankuwel. (Applaus)
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