TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atal om att växa nya organ
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
Anthony Atala's spjutspetslabb odlar mänskliga organ - från muskler till blodkärl till blåsor, med mera. På TEDMED visar han bilder av hur hans bio-ingenjörer jobbar med spejsiga prylar, bland annat en ugnsliknande bioreaktor (sätt på 37.5 C) samt en maskin som "trycker" mänsklig vävnad.
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
Detta är faktiskt en målning
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
som hänger på Countway Library vid Harvards medicinska avdelning.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
Den avbildar värdens första organtransplantation.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
I förgrunden ser ni Joe Murray
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
som förbereder patienten för transplantation
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
medan man där bak ser Hartwell Harrison,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
urologichef på Harvard,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
som hämtar njuren.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
Njuren var faktiskt det första organ
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
som någonsin transplanterades i en människa.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
Det var i 1954.
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
För 55 år sedan
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
hanterade man fortfarande många av de samma problemen
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
som flera decennier sedan.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
Visst har många framsteg gjorts, många liv räddats.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
Men vi har fortfarande ett underskott av organ.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
De senaste tio åren har antalet patienter
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
som väntar på transplantation, fördubblats.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
Samtidigt har antalet transplantationer
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
kvarstått på nästan samma nivå.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
Det har verkligen att göra med vår alltmer åldrande befolkning.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
Vi blir äldre helt enkelt.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
Våra läkare gör ett bättre jobb
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
av att hålla oss vid liv.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
Men allt eftersom vi åldras, slutar våra organ fungera.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
Det är en utmaning,
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
inte bara för organ utan för vävnad.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
Att försöka ersätta sköldkörteln,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
försöka ersätta nerver som kan hjälpa oss mot Parkinsons.
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
Dessa är stora problem.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
Detta är en slående statistik.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
Varje 30 sekunder
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
dör en patient från orsaker
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
som kunde förhindrats med vävnadsregeneration eller ersättning.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
Vad kan vi göra åt det?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
Vi talade tidigare om stamceller.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
Det är ett sätt.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
Men långa vägar att gå för att faktiskt placera stamceller i patienter,
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
när det gäller faktisk organläkning.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
Skulle det inte vara jättebra om våra kroppar kunde regenereras?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
Skulle det inte vara fantastiskt om vi kunde utnyttja kraften
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
i våra kroppar, för att läka oss själva?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
Det är inte så väsensfrämmande, faktiskt;
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
det händer på jorden dagligen.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
Det här är en salamander.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
Salamandrar har en otrolig förmåga att regenereras.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
Ni ser här en liten film.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
Detta är en salamander som har skadat en lem.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
Och detta är riktiga fotografier,
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
tidsinställa foton, som visar hur en lem regenereras
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
inom ett par dagar.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
Ni ser ärret formas.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
Och hur ärret faktiskt växer ut
02:46
a new limb.
53
151000
2000
till att bilda en ny lem.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
Salamandrar kan alltså göra det.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
Varför kan inte vi? Varför kan inte människor regenereras?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
Faktum är att vi kan det.
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
Din kropp har många organ
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
och varje organ i din kropp
03:03
has a cell population
59
168000
2000
har en cellbefolkning
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
som är redo att ta över vid skador. Det händer dagligen.
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
Med ålder, allt eftersom du åldras.
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
Dina ben byts ut varje 10 år.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
Din hud regenerar efter två veckor.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
Alltså undergår din kropp en konstant regenerering.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
Utmaningen dyker upp när det finns en skada.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
Vid skador eller vid sjukdomar,
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
är kroppens första reaktion
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
att stänga av sig från resten av kroppen.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
Den vill i stort sett slåss mot infektion,
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
och isolera sig själv, oavsett om det är inre organ,
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
eller din hud, den allra första reaktionen
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
är att ärrvävnad kommer in,
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
för att isolera från utsidan.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
Hur kan vi utnyttja denna kraft?
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
Ett sätt att göra det på
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
är att använda smarta biomaterial.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
Hur funkar det här? På vänstra sidan här
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
ser ni ett urinrör som har skadats.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
Det är en kanal som kopplar blåsan till kroppens utsida.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
Som ni ser är den skadad.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
Vi tog egentligen reda på att om man använder dessa smarta biomaterial,
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
så kan man använda det som en bro.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
Bygger man en bro, och stänger ute
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
den externa miljön,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
så skapar man bron, där celler
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
som regenereras i din kropp
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
kan korsa över, och gå den vägen.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
Det är precis det ni ser här.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
Det är ett smart biomaterial
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
som vi faktiskt använde för att behandla den här patienten.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Detta är ett skadat urinrör på vänstra sidan.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
Vi använde biomaterial i mitten,
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
och ett halvår senare, på höger sida,
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
ser ni detta ombyggda urinrör.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
Det visar sig att din kropp kan regenerera,
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
men bara korta avstånd.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
Det högsta funktionella avståndet
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
är bara ungefär en centimeter.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
Så vi kan använda dessa smarta biomaterial
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
men endast ungefär i en centimeter
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
för att fixa dessa hål.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
Vi regenererar, men bara på korta avstånd.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
Vad gör vi då,
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
om du har skador på ett större organ?
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
Vad gör vi när vi har skador
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
på strukturer som är mycket större
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
än en centimeter?
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
Då kan vi börja använda celler.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
Strategin här är att när en patient kommer till oss
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
med ett sjukligt eller skadat organ,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
så tar man ett väldigt litet stycke vävnad från det organet,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
mindre än ett halvt frimärke,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
som man kan lirka isär,
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
och titta på dess grundkomponenter
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
patientens egna celler.
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
Man tar ut dessa celler,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
växer och expanderar dem utanför kroppen i stora mängder,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
och använder sedan biologiska konstruktionsmaterial.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
De ser ut som en liten bit av din blus,
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
eller din skjorta, men i verkligheten
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
är dessa material oerhört komplexa
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
och designade för att brytas ned inne i kroppen.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
De vittrar sönder efter ett par månader.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
De fungerar enbart som ett leveransmedel.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Det tar enbart in celler i kroppen, och låter
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
cellerna generera ny vävnad,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
och så fort vävnaden är klar försvinner själva byggnadsmaterialet.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Det är vad vi gjorde i den här muskeln.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Här visas en muskel, och hur vi går igenom
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
strukturerna för att faktiskt rekonstruera muskeln.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Vi tar cellerna, växer dem,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
placerar dem på byggnadsmaterialet,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
och placerar detta tillbaka i patienten.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Men innan vi faktiskt sätter tillbaka materialet i patienten,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
så tränar vi upp det.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Vi vill försäkra oss om att vi har tränat
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
muskeln så att den vet vad som ska göras
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
när vi placerar den i patienten.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Det är det ni ser här. Ni ser
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
här en bioreaktor
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
som tränar muskeln fram och tillbaka.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
Här ser vi platta strukturer,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
själva muskeln.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
Andra strukturer, då?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Här har vi ett konstruerat blodkärl.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Ganska likt det vi just gjorde, men lite mer komplext.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Här tar man en sådan "byggnadsställning",
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
och vi gör -- man kan likna det vid pappret här.
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
Så viker vi materialet som ett rör,
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
och vad vi då gör, för att göra ett blodkärl, samma strategi.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Ett blodkärl är uppbyggt av två olika typer av celler.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
Vi tar muskelceller, sätter fast dem,
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
eller täcker utsidan med dessa muskelceller,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
som att baka en gräddtårta, ungefär.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Man placerar muskelceller på utsidan.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Sen sätter man blodkärlsceller på insidan.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Då har man ett fullt förberett konstruktionsmaterial.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Man ska sedan placera denna i en slags ugn.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Ugnen har samma miljö som en mänsklig kropp,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 grader celsius,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95 procent syre.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Sen tränar man den, som ni såg på filmen.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
Till höger ser ni en faktiskt halspulsåder som konstruerats.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Detta är pulsådern som går från nacken till hjärnan.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
Och här är en röntgenbild som visar
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
det färdiga funktionella blodkärlet.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Mer komplexa strukturer
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
som blodkärl, urinrör, som jag visade er,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
de är definitivt mer invecklade,
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
eftersom man introducerar två olika typer av celler.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Men dessa är egentligen mest som ledningar.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
De låter vätska eller luft att gå igenom
08:11
at steady states.
173
476000
2000
i stabila tillstånd.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
De är inte i närheten så invecklade som ihåliga organ.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Ihåliga organ har en högre grad av komplexitet,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
eftersom dessa organ måste fungera på beställning.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Urinblåsor är ett sådant organ.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Samma strategi, där vi tar en väldigt liten del av blåsan,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
mindre än ett halvt frimärke.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Vi lirkar isär vävnaden,
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
till dess två distinkta delar,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
muskel samt speciella urinblåseceller.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Vi odlar fram celler utanför kroppen i stora mängder.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Det tar ungefär fyra veckar att odla fram cellerna från organet.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Man tar sedan en ställning, som vi formar till en urinblåsa.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Vi täcker insidan med dessa urinblåseceller.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Utsidan täcker vi med muskelceller.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Sedan placerar man den i den här slags ugnen.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
Sex till åtta veckor efter att man har tagit vävnadsprovet,
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
kan man placera organet tillbaka i patienten.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Den här bilden visar själva ställningen.
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
Detta material blir då täckt med celler.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
När vi gjorde det första kliniska testet på patienter,
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
skapade vi en specifik ställning för varje patient.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Vi tog in patienterna,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
sex till åtta veckor före deras operation, tog röntgenbilder,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
och utarbetade sedan ställningen specifikt utifrån storleken
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
på deras bäcken.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
I testernas andra fas
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
hade vi bara olika storlekar: small, medium, large och extra-large.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Skratt)
09:32
It's true.
202
557000
2000
Det är sant!
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
Jag antar att alla skulle vilja ha extra-large?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Skratt)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Urinblåsor är i alla fall mycket mer invecklade
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
än de andra strukturerna.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Men det finns många andra ihåliga organ som är än mer komplexa.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Här har vi en hjärtklaff som vi byggde.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
Man bygger dessa hjärtklaffar på samma sätt.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Man tar en ställning, sår den med celler,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
och nu kan ni se här, hjärtklaffen öppnas och stängas.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Vi tränar dessa innan vi sätter in dem.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Samma strategi.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
De mest komplexa är de solida organen.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
De är mer komplexa
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
eftersom man använder mycket fler celler per centimeter.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Detta är ett enkelt solitt organ, som örat.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Det blir nu sått med brosk.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Där är vår ugnsliknande apparat.
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
När organet har täckts placeras det där.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
Ett par veckor sedan kan vi ta ut broskställningen.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Här har vi fingrar som byggs.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Dessa konstrueras ett lager åt gången,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
först benet, sedan fylls håligheterna med brosk.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Till slut lägger man på muskeln på toppen.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
Så börjar man anlägga lager på dessa solida strukturer.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Återigen, mer invecklade organ.
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
Men de mest komplexa solida organen
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
är de blodkärlskopplade, mycket blodkärlskopplade,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
med mycket blodtillförsel,
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
organ såsom hjärtat,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
levern, eller njurarna.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Detta är ett exempel -- flera strategier
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
på hur man bygger solida organ.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Här har vi en strategi. Vi använder en skrivare.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
Istället för bläck använder vi -- ni såg just en bläckpatron --
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
så använder vi celler.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Här har vi faktiskt en typisk kontorsskrivare.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Det står och trycker ut ett hjärta,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
ett lager åt gången.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Ni kan se hjärtat komma ut där. Det tar ungefär 40 minuter,
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
och ungefär fyra till sex timmar senare
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
kan man se muskelcellerna dra ihop sig.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Applåder)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Den här teknologin utvecklades av Tao Ju, som jobbade på institutet.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
Visst är den fortfarande experimentell,
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
inte för att användas på patienter.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
En annan strategi vi har prövat
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
är att använda cell-lösa organ.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Vi tar donerade organ,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
organ som har slängts bort,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
och kan sedan använda väldigt milda tvättmedel
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
för att tvätta bort cellerna ur organen.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Till exempel i vänsterpanelen,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
högst upp, ser ni en lever.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Vi har tagit en donerad lever,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
använt väldigt milda tvättmedel,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
och så har vi, med dessa medel, tagit ut alla celler
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
ur levern.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Två veckor senare kan vi i stort sett lyfta upp organet,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
det känns som en lever,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
vi kan hålla i det som en lever,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
den ser ut som en lever, men den saknar celler.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Det som vi har kvar
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
är leverns skelett, så att säga,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
gjort helt av kollagen,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
ett material i våra kroppar som inte stöts bort.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Vi kan använda det i en patient efter den andra.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Vi tar denna struktur
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
och vi kan bevisa att vi kan behålla blodkärlsstrukturen.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Ni ser, här har vi en fluoroskopibild.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Vi injicerar kontrastvätska i organet.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Nu kan ni se det sätta igång. Vi injicerar kontrast i organet
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
in i den här cell-lösa levern.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
Och ni kan se hur blodkärlen är intakta.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Vi tar cellerna, kärlscellerna,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
blodkärlsceller, vi fyller strukturen
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
med patientens egna celler.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Vi täcker utsidan av levern
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
med patientens egna leverceller.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
Så kan vi producera funktionella levrar.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
Och det är det som ni ser här.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Detta är fortfarande på försöksstadiet. Men vi kan faktiskt återskapa funktionaliteten
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
i leverstrukturen, experimentellt.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
Med njurarna,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
som jag pratade om i den första målningen ni såg,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
den första bilden jag visade,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90 procent av patienterna i väntelistan,
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
väntar på en njure - 90 procent.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Så en annan strategi vi försöker
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
är att skapa blad,
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
som vi sätter samman, lite som ett dragspel.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Vi lägger ihop dessa blad, med njurcellerna,
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
och så ser ni dessa njurar i miniatyr, som vi har konstruerat.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
De producerar faktiskt urin.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Återinge, små strukturer, utmaningen är att göra dem större,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
och det är något vi arbetar med
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
just nu på institutet.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
En av de saker som jag vill sammanfatta för er
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
är vad en strategi är, som vi satsar på inom regenerativ läkekonst.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Om alls möjligt
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
skulle vi verkligen vilja använda smarta biomaterial
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
som vi bara kan ta från lagret
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
och regenerera dina organ.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
Vi är just nu avståndsmässigt begränsade,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
men vårt mål är att öka avstånden över tid.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Om vi inte kan använda smarta biomaterial,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
vill vi helst använda dina egna celler.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Varför? De stöts inte bort.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Vi tar dina celler,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
skapar strukturen, sätter in den i dig, och den stöts inte bort.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
Om alls möjligt, skulle vi helst använda celler från det specifika organet.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Om du kommer till oss med en skadad luftstrupe,
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
använder vi helst celler från din luftstrupe.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Om du kommer till oss med en skadad bukspottkörtel,
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
tar vi helst celler från det organet.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Varför? Därför att vi hellre tar celler
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
som redan känner till de celltyper du behöver.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
En cell från strupen vet att det är en lufstrupecell.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Vi behöver inte träna det i att vara en annan typ av cell.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Så vi föredrar organspecifika celler.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
Idag kan vi komma åt celler från nästan varje organ i din kropp,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
förutom flera som vi fortfarande behöver stamceller för,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
som hjärtar, levern, nerver eller bukspottkörteln.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
För dessa behöver vi fortfarande stamceller.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Om vi inte kan använda stamceller från din kropp,
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
vill vi använda donerade stamceller.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
Och vi föredrar celler som inte stöts bort,
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
och inte bildar tumörer.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
Vi arbetar mycket med de stamceller vi
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
skrev om för två år sedan,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
stamceller från fostervattnet,
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
och livmodern, som har dessa egenskaper.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Så, vid det här laget, vill jag berätta för er om
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
några av de största svårigheter vi har.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Ni vet, jag visade er just den här presentationen, allting ser så bra ut,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
allting fungerar. Egentligen inte,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
dessa teknologier är inte så enkla.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Mycket av det arbete ni såg idag
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
utfördes av över 700 forskare
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
på vårt institut över 20 år.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Så dessa är väldigt svåra teknologier.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
När man har fått till formeln kan man återskapa den.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Men det tar mycket för att komma dit.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Jag gillar att visa den här serien.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Det handlar om hur man stoppar en skenande vagn.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
Och där ser ni vagnens förare,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
och han prövar, högst upp,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
han prövar A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Till slut stannar den skenande vagnen.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
Och dessa är oftast grundläggande forskare.
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
på botten är det oftast kirurger.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Skratt)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Jag är en kirurg så det är inte så roligt.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Skratt)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Faktum är att metod A är det rätta sättet.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
Vad jag menar med det är att varje gång vi har lanserat sådana här tekniker,
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
till kliniken,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
har vi gjort oss helt säkra på att vi gjort allting i vår makt
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
i labbet innan vi någonsin
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
lanserar dessa teknologier till patienter.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
Och när vi lanserar dem,
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
så vill vi vara helt säkra att vi frågar oss den svåra frågor.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Är du redo att göra detta på din käraste, ditt egna barn,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
din egna familj, och då kan vi gå vidare.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Eftersom vårt yttersta mål, förstås,
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
är först, att inte göra någon skada.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Jag vill nu visa er, ett kort klipp.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
Det är fem sekunder av en patient
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
som fick ett konstruerat organ.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Vi började implantera några sådana strukturer
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
för över 14 år sedan.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
Så vi har nu patienter, som går omkring med organ,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
konstruerade organ, i över 10 år, också.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Jag vill visa ett kort klipp av en ung kvinna.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Hon hade ryggmärgsbråck, en defekt i ryggmärgen.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Hon saknade en normal urinblåsa. Detta är ett klipp från CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Vi tar bara fem sekunder.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
Det här är det segment som Sanjay Gupta gjorde.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Video: Kaitlyn M: Jag är lycklig. Jag var oroad
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
att jag skulle ha, en olycka eller något.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
Och nu kan jag bara gå och
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
gå ut med mina vänner,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
gå och göra vad jag vill.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Anthony Atala: Till slut är ändå det löfte som regenerativ medicin ger
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
ändå ett enda löfte.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
Och det är egentligen väldigt enkelt,
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
det är att hjälpa våra patienter tillfriskna.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Tack för det!
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(Applåder)
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