TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
أنتوني أتالا: زراعة أعضاء جديدة
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
معمل "انتوني أتالا" المتطور يزرع أعضاء بشرية ..من عضلات إلى أوعية دوية إلى مثانات و أكثر. في تيد ميد, يرينا كيف يعمل مهندسيه الحيويين مستخدمين اجهزة خيالية التطور تشمل مفاعل حيوي مثل الفرن (مسبق التسخين الى 98.6 فهرنهايت) و ماكينة تقوم ب"طباعة" أنسجة بشرية!
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
في الواقع هذه لوحة
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
معلقة في مكتبة كاونت واي بمدرسة الطب جامعة هارفرد
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
وهي تبين أول مرة تتم فيها زراعة عضو.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
في المقدمة ترون "جو موراي"
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
يُعد المريض لعملية الزراعة
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
بينما في الغرفة الخلفية ترون "هارتويل هاريسون",
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
عميد قسم الامراض البولية و التناسلية بهارفرد,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
وهو بالفعل "يحصد" الكلية.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
الكلية هي بالفعل أول عضو
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
يتم زراعته في الانسان.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
كان هذا عام 1954.
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
منذ 55 عاماً
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
كانوا يتعاملون مع الكثير من التحديات نفسها
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
الموجودة منذ عقود كثيرة مضت.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
بالتأكيد تقدموا كثيراً , و أنقذت حياة الكثيرين
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
ولكننا نعاني من نقص شديد في الأعضاء.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
في العقد الماضي, عدد المرضى
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
المنتظرين لعملية الزرع قد تضاعف.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
بينما, في الوقت نفسه, عدد عمليات الزرع التى تمت بالفعل
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
قد استمر تقريبا كما هو.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
وهذا بالطبع له علاقة باستمرار اعمار السكان في الزيادة.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
نحن فقط نزداد في السن.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
علم الطب يتحسن اداءه باستمرار
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
لإبقائنا احياء.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
و لكن كلما كبرنا في السن, تميل اعضائنا الى الفشل و التعطل اكثر.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
إذن فهذا تحدي,
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
ليس فقط للأعضاء و لكن للأنسجة ايضاً.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
في محاولة لإستبدال بنكرياس.
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
أو في محاولة لإستعاضة أعصاب لتساعدنا مع مرض شلل الرعاش "الباركينسون"
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
هذه مشاكل مهمة و اساسية.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
هذه في الواقع إحصائية مذهلة.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
كل 30 ثانية,
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
يموت مريض بسبب مرض ما كان
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
يمكن معالجته بواسطة تجديد أو أستعاضة الأنسجة.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
إذن, ماذا يمكننا ان نفعل في هذا الشان؟
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
لقد تحدثنا عن الخلايا الجذعية الليلة.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
وهي احد الحلول المتاحه.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
و لكن مازال هناك الكثير لجعل الخلايا الجذعية في المرضى,
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
كعلاج فعلي للأعضاء.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
ألن يكون رائعاً لو كانت لأجسامنا القدرة على التجدد؟
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
ألن يكون رائعاً لو إستطعنا ان نسخر قدرات
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
اجسامنا, فنستطيع شفاء انفسنا بالفعل؟
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
إنه ليس بالمفهوم الغريب, في الواقع
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
إنه يحدث على الأرض كل يوم.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
هذه صورة لحيوان سمندر.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
لفئة السمندر قدرعة عجيبة على التجدد.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
هنا ترون فيديو قصير.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
في الواقع هذه اصابة لأحد اطراف هذا السمندر.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
و هذه صور حقيقية
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
صور متعاقبة ترينا كيف يتجدد هذا الطرف
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
في بضعة ايام.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
ترون تكون الندبة.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
و هذه الندبة بالفعل تكبر
02:46
a new limb.
53
151000
2000
و تتحول الى طرف جديد.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
إذن السمندر يستطيع التجدد.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
لماذا لا نستطيع نحن؟ لماذا لا يستطيع الانسان ان يتجدد؟
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
في الواقع, نحن نستطيع التجدد
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
في جسدك العديد من الأعضاء
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
و كل عضو منها
03:03
has a cell population
59
168000
2000
فيه تجمع للخلايا
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
على إستعداد ان يتولى الأمور في وقت الأصابة. هذا يحدث كل يوم.
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
كلما ازددت في العمر و كبرت.
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
تتجدد عظامك كل 10 اعوام.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
تتجدد بشرتك كل اسبوعين.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
اذن فجسدك يتجدد بإستمرار.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
التحدي يكمن عندما تحدث إصابة.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
في وقت الإصابة أو المرض
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
رد فعل الجسم الأول
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
هو أن يعزل الإصابة عن باقي الجسم.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
فهي في الأساس تريد ان تحارب العدوى و التلوث
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
و يعزل نفسه سواء كان عضوا داخل الجسم
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
أو البشرة, أول رد فعل
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
هو ان يتحرك نسيج الندبة للداخل
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
ليعزل نفسه عن الخارج.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
إذن فكيف نتمكن من تسخير تلك القدرة؟
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
إحدى الطرق لفعل ذلك,
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
يتم في الواقع بإستخدام مواد عضوية ذكية.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
كيف يتم هذا؟ حسنا, على اليسار هنا
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
ترون إصابة في مجرى البول.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
هذه هي القناة التي تصل من المثانة إلى الخارج.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
و ترون انها مصابة.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
وقد إكتشفنا انه من الممكن إستخدام هذه المواد العضوية الذكية
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
بالفعل يمكن أن تكون بمثابة جسر
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
إذا بنيت هذا الجسر و ابقيته بعيدا
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
عن البيئة الخارجية,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
اذا اوجدت هذا الجسر تستطيع الخلايا
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
التي تقوم بالتجدد داخل الجسم
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
أن تعبر هذا الجسر و تكمل الطريق.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
و هذا بالظبط ما ترونه هنا.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
هذه في الواقع مادة حيوية ذكية
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
استخدمت بالفعل لعلاج هذا المريض.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
هذا كان مجرى البول المصاب على اليسار.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
استخدمنا المادة العضوية التي في المنتصف.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
ثم, بعد ستة اشهر , على اليمين
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
ترون القناة البولية المعاد هندستها.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
اذن يتضح ان جسدك بالفعل يستطيع التجدد
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
ولكن لمسافات قصيرة فقط
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
اقصى مسافة فعاله للتجدد
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
هي حوالي سينيميتر واحد فقط.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
إذن فيمكننا إستخدام المواد العضوية هذه
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
و لكن بمقدار سم واحد فقط
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
لردم تلك الفجوات.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
إذن فنحن بالفعل نتجدد و لكن لمسافات محدودة.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
فماذا نفعل الان
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
اذا اصيب احد الأعضاء الكبيرة؟
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
ماذا نفعل لو لدينا إصابات
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
في تكوينات اكبر بكثير
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
من سينيميتر واحد؟
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
نبدأ في استخدام خلايا.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
الخطة هنا هي اذا جائنا مريض
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
بعضو مريض او مصاب
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
أن تاخذ قطعة صغيرة جدا من نسيج هذا العضو,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
أقل من نصف حجم طابع بريد,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
و عندها نفصل هذا النسيج الى اجزاء
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
و ننظر في مكوناته الأساسية
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
الى خلايا المريض نفسه
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
و تفصل هذه الخلايا
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
وتزرعها و تزيدها خارج الجسم بكميات كبيرة,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
ثم نستخدم خامات ناقلة
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
وهي خامات تبدو للعين المجردة كإنها قطعة قماش من بلوزتك
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
أو قميصك , ولكنها في الحقيقة
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
هي خامات معقدة بشكل كبير
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
وهي مصممة بحيث تتحلل بعد وضعها داخل الجسم.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
و تختفي بعدها ببضعة اشهر.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
فهي تعمل فقط كمركبة لتوصيل الخلايا.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
تحضر الخلايا الى داخل الجسم, سامحة
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
للخلايا ان تنتج نسيج جديد
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
و بمجرد تكوين النسيج الجديد تختفي الناقلة.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
و هذا ما فعلناه مع هذه القطعة العضلية
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
هذا في الواقع قطعة من العضل و كيف ننظر خلال
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
مكوناتها لنتمكن بالفعل من هندسة العضلة.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
نأخذ الخلايا, نضاعفها
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
نضع الخلايا على الناقلة,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
ثم نعيد وضع الناقلة في جسم المريض.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
و لكن في الحقيقة قبل وضع الناقلة في جسم المريض,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
نقوم بتمرينها.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
فنحن نريد التأكد من أن نعود
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
هذه العضلة بحيث تستطيع اداء مهمتها
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
بمجرد وضعها في جسم المريض.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
و هذا ما ترونه هنا. انتم ترون
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
مفاعل حيوي للعضلات
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
يقوم بتمرين تلك العضلة ذهابا وإيابا.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
حسنا ما نراه هنا هو تكوينات مسطحة
06:49
the muscle.
143
394000
2000
العضلة.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
ماذا عن التكوينات الاخرى؟
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
هذا في الواقع وعاء دموي تمت هندسته.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
مشابه جدا لما رأيناه الان و لكن بشئ من التعقيد.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
هنا نأخذ الناقلة,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
ثم نقوم...الناقلة كأنها قطعة من الورق هنا.
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
ثم نشكل الناقلة بشكل انبوبي.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
و ما نفعله , لصنع وعاء دموي, هو نفس الطريقة.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
الوعاء الدموي مكون من نوعين مختلفين من الخلايا.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
نأخذ الخلايا العضلية, و ندهن
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
أو نغطي الجزء الخارجي بهذه الخلايا,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
تماما كما نفعل مع طبقات الكيك
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
نضع طبقة الخلايا العضلية في الخارج
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
و نضع طبقة الخلايا المبطنة للوعاء الدموي في الداخل.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
الان لديك ناقلة مزروعة و مجهزة بالكامل.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
ثم نضعها في جهاز مثل الفرن.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
مجهز بنفس الظروف الموجودة بجسم الانسان,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
درجة حرارة 37
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
و 95% أكسجين
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
ثم نقوم بتمرينها كما رأينا من قبل
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
و على اليمين هنا ترون شريان سباتي تمت هندسته بالفعل.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
وهو الشريان الواصل من الرقبة الى المخ.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
وهذه اشعة لتريكم
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
الوعاء الدموي وهو عامل و مفعل
07:58
More complex structures
167
463000
2000
التركيبات الاكثر تعقيدا
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
مثل الاوعية الدموية, مجرى البول كما رأيتم
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
وهي بالتأكيد معقدة
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
لأنك تقوم بإدخال نوعين مختلفين من الخلايا.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
ولكنها تعمل في الأغلب كقنوات
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
لتسمح بإنتقال السوائل أو الهواء
08:11
at steady states.
173
476000
2000
في الحالات المستقرة.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
وهي لا تقترب حتى من تعقيد الاعضاء المجوفة.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
الأعضاء المجوفة على درجة عالية جدا من التعقيد,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
لانك تطالب تلك الاعضاء أن تعمل عند الحاجة.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
فمثلا المثانه احد تلك الاعضاء
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
و بنفس الاستراتيجية السابقة نأخذ قطعة صغيرة جدا من المثانه
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
اصغر من نصف حجم طابع بريد
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
ونفصل هذا النسيج عن بعضه
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
الى مكونيه الخلويين الأساسيين,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
خلايا عضلية, و خلايا المثانة المتخصصة.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
و نزرع الخلايا خارج الجسم بكميات كبيرة.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
تاخذ حوالي 4 أسابيع لزرع تلك الخلايا من العضو.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
ثم نأخذ الناقلة التي نشكلها على شكل مثانة.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
و نبطن السطح الداخلي بخلايا المثانة المبطنة
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
و السطح الخارجي بالخلايا العضلية.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
و نضعها في الجهاز الشبيه بالفرن.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
و بعد اخذ قطعة النسيج هذه من الجسم بحوالي 6 الى 8 أسابيع
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
تستطيع زرع العضو مرة اخرى داخل المريض.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
هنا يوضح شكل الناقلة
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
المادة يتم تغطيتها بالفعل بالخلايا.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
عندما بدأنا أول تجربة فعلية لهؤلاء المرضى
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
صنعنا مادة ناقلة خاصة لكل مريض
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
أدخلنا المرضى,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
وقبل موعد العملية ب 6 الى 8 اسابيع ,أخذنا اشعة
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
ثم صنعنا المادة الناقلة ملائمة بالضبط لحجم المريض
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
لحجم الحوض
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
وفي المرحلة الثانية لتلك التجارب
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
كان لدينا فقط احجام معينة مختلفة, صغير, متوسط, كبير, كبير جدا
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(ضحك)
09:32
It's true.
202
557000
2000
إنها الحقيقة
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
انا متأكد أن الجميع هنا يريد الحجم الكبير جدا, أليس كذلك؟؟
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(ضحك)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
إذن فالمثانة بالتأكيد اكثر تعقيدا
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
من التركيبات الأخرى.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
ولكن هناك اعضاء مجوفة أخرى بمزيد من التعقيد.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
هذا في الحقيقة صمام قلبي تمت هندسته
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
و تستخدم نفس الطريقة السابقة في هندسة هذا الصمام.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
نأخذ المادة الناقلة و نزرعها بالخلايا
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
و كما ترون هنا , شرفات الصمام تفتح و تغلق
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
و نقوم بتمرينها قبل زرعها.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
نفس الطريقة.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
و اكثر الأعضاء تعقيدا هي الاعضاء المصمتة.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
بالنسبة للاعضاء المصمتة, الموضوع أكثر صعوبة
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
لأنك تستخدم عدد خلايا اكبر لكل سينتيمتر
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
هذا مثلا عضو مصمت بسيط وهو الأذن
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
و هي الان تزرع بالمادة الغضروفية
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
وهذا الجهاز الشبيه بالفرن
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
بمجرد تغطيتها توضع بالداخل
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
ثم بضعة أسابيع بعد ذلك نخرج ناقلة الغضروف
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
و هذه في الواقع أصابع نقوم بهندستها.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
يتم وضعها في طبقات, طبقة واحدة كل مرة
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
اولا العظم, ثم نملأ الفجوات بالمادة الغضروفية
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
ثم نبدأ بإضافة العضلات فوقها
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
ثم نبدأ في وضع طبقات هذه التكوينات المصمته
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
وهو مرة أخرى عضو أكثر تعقيدا
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
و لكن حتى الان أكثر الأعضاء تعقيدا
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
هي الأعضاء المليئة بالاوعية الدموية
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
مزودة بالكثير من الأوعية الدموية
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
أعضاء مثل القلب
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
الكبد, الكلى
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
و هذا مثال من استراتيجيات عديدة
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
لهندسة الأعضاء المصمتة.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
وهذه واحدة من الطرق. نستخدم طابعة
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
و بدلا من إستخدام الحبر, نستخدم...لقد رأيتم الان حبارة..
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
نستخدم خلايا بدلا من الحبر.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
هذا في الحقيقة هي نفس الطابعة الالكترونية العادية
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
وهي "تطبع" هذا القلب المكون من غرفتين,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
طبقة واحدة في المرة.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
ترون القلب يخرج هناك. تأخذ حوالي 40 دقيقة للطباعة
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
و بعدها بحوالي 4 الى 6 ساعات
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
ترون الخلايا العضلية تنقبض.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(تصفيق)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
هذه التكنولوجيا طورها "تاو جو", و كان يعمل بمعهدنا
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
وهذا بالطبع مازال تحت الإختبار
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
ولم يستخدم في مرضانا.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
طريقة أخرى إتبعناها
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
هي إستخدام الاعضاء مفككة الخلايا.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
فنحن نأخذ أعضاء المتبرع,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
أو الاعضاء الغير مرغوب فيها
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
ثم نستخدم محللات مخففة جدا
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
لأخذ العناصر الخلوية من تلك الأعضاء
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
فمثلا على اللوحة اليسرى,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
اللوحة العليا , ترون كبد
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
نحن نأخذ كبد المتبرع,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
و نستخدم محللات خفيفة,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
ثم, بإستخدام تلك المحللات, نأخذ كل الخلايا
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
خارج الكبد
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
و بعد أسبوعين نستطيع أن نرفع هذا العضو
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
انه يبدو كالكبد,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
نستطيع ان نمسكه كالكبد
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
انه يشبه الكبد و لكن بدون خلايا
12:17
All we are left with
264
722000
2000
كل ما تبقى لدينا
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
هو هيكل الكبد
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
كله مكون من الكولاجين
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
وهي خامة لن ترفضها أجسامنا.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
نستطيع ان نستخدمها من مريض للاخر.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
ثم نأخذ هذا التكوين ذو الاوعية الدموية
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
فنستطيع ان نثبت انه بامكاننا الإحتفاظ بالتغذية الوعائية
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
كما ترون, في الحقيقة هذا فلوروسكوبي
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
نحن نحقن المادة المتباينة في العضو
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
الان ترونها تبدأ. يتم حقن المادة المتباينة في العضو
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
في الكبد منزوع الخلايا
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
وتستطيعون رؤية الشجرة الوعائية قد بقيت كما هي
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
نأخذ الخلايا , الخلايا الوعائية
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
خلايا الوعاء الدموي, و نتخلل الشجرة الوعائية
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
بخلايا المريض نفسه.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
نتخلل الجزء الخارجي للكبد
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
بخلايا كبد المريض نفسه
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
و عندها نستطيع ان نصنع كبد فعال.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
وهو ما ترونه بالفعل
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
انه ما زال تحت الإختبار و لكننا قادرون على إستعادة فعالية
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
نسيج الكبد, بالتجربة
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
بالنسبة للكلى,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
كما أخبرتكم عن اللوحة الأولى التي رأيتموها
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
أول صورة تم عرضها هنا
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90% من المرضى على لائحة إنتظار الزراعة
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
في إنتظار كلية, 90%
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
وهناك طريقة أخرى نتبعها
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
هي ان نصنع رقاقات
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
ونكدسها فوق بعضها, كالاوكورديون. اذا اردنا القول
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
فنكدس تلك الرقاقات مع بعضها , بإستخدام خلايا الكلية
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
و يمكنكم أن ترون هذه الكلى المصغرة التي هندسناها
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
انها تصنع البول بالفعل.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
مرة أخرى ,تكوينات صغيرة, و التحدي امامنا هو كيف نجعلهم أكبر
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
وهو ما نعمل عليه في الوقت الحالي
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
الان في المعهد
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
أحد الاشياء التي أريد تلخيصها لكم,
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
ماهية الاستراتيجية التي نتجه اليها في علم تجدد الانسجة
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
إذا كان في الإمكان
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
هي أن يمكننا إستخدام المواد العضوية الذكية
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
أن يمكننا أن نرفع الغطاء
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
و نجدد اعضائك
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
نحن الان محددين في أطوال المواد
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
وهدفنا الحالي هو زيادة تلك الاطوال مع الوقت.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
ولو لم نستطع استخدام المواد العضوية الذكية
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
فنفضل إستخدام خلاياك الخاصة
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
لماذا؟ لأن الجسم لن يرفضها
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
نأخذ منك الخلايا
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
نصنع التركيب المراد, نضعها في الجسم مرة اخرى و لن يتم رفضها
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
و إذا امكن نفضل إستخدام الخلايا المحددة الخاصة لعضو بذاته
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
اذا اتيت بقصبة هوائية مريضة
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
نأخذ الخلايا من قصبتك الهوائية
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
اذا اتيت ببنكرياس مريض
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
ناخذ منه الخلايا
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
لماذا؟ لأننا نفضل ان نأخذ تلك الخلايا
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
التي تعلم بالفعل انها نوع الخلايا الذي تحتاجه
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
خلية القصبة الهوائية تعلم بالفعل انها خلية قصبة هوائية
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
نحن لا نحتاج ان ندربها لتصبح خلية من نوع اخر.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
اذن فنحن نفضل الخلايا الخاصة بكل عضو
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
و اليوم أصبح بأمكاننا أن نحصل على خلايا من كل عضو في جسمك تقريبا
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
ما عدا البعض الذي ما زلنا نحتاج الخلايا الجذعية للحصول على خلاياها
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
مثل القلب, الكبد, الأعصاب و البنكرياس
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
لهؤلاء مازلنا نحتاج للخلايا الجذعية
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
واذا لم نتمكن من الحصول على خلايا جذعية من جسمك
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
نستخدم خلايا جذعية من المتبرع
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
و نحن نفضل الخلايا التي لن يرفضها الجسم
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
و لن تكوِن أورام.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
و نحن نعمل كثيرا مع خلايا جذعية
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
كما نشرنا منذ عامين
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
خلايا جذعية حصلنا عليها من السائل الامنيوسي.
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
و المشيمة, والتي لديها تلك الخصائص.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
وهنا اريد أن اخبركم
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
بعض التحديات الكبيرة التي تواجهنا.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
أتعلمون, بعد ما اريتكم هذا العرض, كل شئ يبدو جيدا
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
كله يبدو فعالا.و لكن لا.
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
تلك التكنولوجيا في الواقع ليست بهذه السهولة
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
بعض ما رأيتموه اليوم
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
قد نفذه اكثر من 700 باحث
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
في معهدنا على مدى 20 عاما.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
اذن فهي تكنولوجيا معقدة للغاية.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
بمجرد حصولك على الصيغة الصحيحة يمكنك نسخها
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
ولكن تحتاج الكثير لتصل لتلك المرحلة
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
احب دائما ان اعرض هذا الكارتون.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
هو يمثل كيف يمكنك ايقاف عربة طائشة.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
و هنا ترون سائق العربة.
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
وهو يبدأ, في الصورة العليا
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
يقفز بين f,e,d,c,b,a
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
حتى يتمكن في النهاية من إيقاف العربة
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
وهوأساسا ما يفعله العلماء عادةً
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
الصورة السفلى تمثل نهج الجراحين غالبا.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(ضحك)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
أنا جراح لذلك هو ليس مضحكا للدرجة بالنسبة لي.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(ضحك)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
و لكن في الحقيقة الطريقة الاولى هي الطريقة الصحيحة.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
و ما اعنيه بذلك هو انه وقتما نطلق احدى هذه التكنولوجيات
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
للعمل بها في العيادة
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
نكون قد تأكدنا تماما من اننا بذلنا كل ما في وسعنا
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
في المعمل قبل حتى أن نفكر
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
في إطلاقها للمرضى.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
و عندما نطلق تلك التكنولوجيات لعلاج المرضى
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
فنحن نريد أن نتأكد تماما وأن نسأل أنفسنا سؤالا صعبا جدا
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
هل نحن على إستعداد أن نزرع مثل هذا العضو لأحد احبائنا, أولادنا
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
أحد افراد عائلتنا؟...ثم بعدها نستمر
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
لأن هدفنا الاساسي بالطبع
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
هو اولا, ان لا نسبب الاذى.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
سأريكم الان مقطع فيديو قصير جدا.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
مدته 5 ثواني لمريضة
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
تم علاجها بواحد من تلك الاعضاء التى تمت هندستها
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
بدأنا في زراعة بعض هذه التركيبات
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
منذ اكثر من 14 عاما.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
إذن فلدينا الان مرضى يمشون بيننا بأعضاء
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
تمت هندستها ،و لما يزيد على 10 أعوام.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
سأريكم الان مقطع فيديو لسيدة صغيرة
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
كانت تعاني من مرض الصلب المشقوق, عيب خلقى في الحبل الشوكي
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
و لا تعمل مثانتها بشكل طبيعي. هذا مقطع من قناة CNN الإخبارية.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
سنأخذ فقط 5 ثواني.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
هذه فقرة في الواقع اهتم بها "سانجاي جبتا"
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
"انا سعيدة جدا. كنت دائما خائفة من أن"
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
"تحدث لي حادثة أو شئ ما.."
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
"والان أستطيع ان"
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
"أخرج مع اصدقائي"
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
"أستطيع أن افعل ما أريد"
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
ارأيتم, في نهاية اليوم, ما يعد به الطب التجددي
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
هو وعد واحد فقط
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
وهو حقا بسيط للغاية.
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
جعل مرضانا بحال أفضل.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
شكرا لإنتباهكم
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(تصفيق)
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