ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina 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

More profile about the speaker
Nina Tandon | Speaker | TED.com
TEDGlobal 2012

Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Нина Тандон: Възможно ли е лабораторното създаване на тъкани да означава персонализирана медицина?

Filmed:
1,204,216 views

Всяко тяло е уникално, което е прекрасно, но не и когато става дума за лечение на болест - когато всяко тяло реагира различно, доста често по непредсказуем начин, на стандартно лечение. Тъканният инженер Нина Тандон говори за едно възможно решение на проблема: използването на плурипотентни стволни клетки за създаването на персонализирани модели на клетки, на които се тестват нови медикаменти и лечения, и съхраняването им върху компютърни чипове.
- Tissue engineering researcher
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 showшоу you a videoвидео of some of the modelsмодели
0
843
2045
Бих искала да ви покажа видеа на някой от моделите,
00:18
I work with.
1
2888
1589
с които работя.
00:20
They're all the perfectсъвършен sizeразмер, and they don't have an ounceунция of fatдебел.
2
4477
3538
Всички те са с перфектен размер, и нито една от тях няма грам мазнина.
00:23
Did I mentionспоменавам they're gorgeousразкошен?
3
8015
2538
Споменах ли, че всичките са прекрасни?
00:26
And they're scientificнаучен modelsмодели? (LaughsСмее се)
4
10553
3130
И че всичките са научни модели? (Смях)
00:29
As you mightбиха могли, може have guessedпозна, I'm a tissueтъкан engineerинженер,
5
13683
2343
Както вероятно вече сте познали, аз съм тъканен инженер
00:31
and this is a videoвидео of some of the beatingпобой heartсърце
6
16026
2449
и това е видео на част от туптящо сърце,
00:34
that I've engineeredинженерство in the labлаборатория.
7
18475
2216
което аз създадох в лабораторията.
00:36
And one day we hopeнадявам се that these tissuesносни кърпи
8
20691
1882
Надяваме се, че един ден тези тъкани
00:38
can serveслужа as replacementзамяна partsчасти for the humanчовек bodyтяло.
9
22573
2944
могат да бъдат използвани като "резервни части" за човешкото тяло.
00:41
But what I'm going to tell you about todayднес
10
25517
2280
Всъщност, това, което исках да ви кажа днес
00:43
is how these tissuesносни кърпи make awesomeстрахотен modelsмодели.
11
27797
4447
е как тези тъкани служат като прекрасни модели.
00:48
Well, let's think about the drugлекарство screeningскрининг processпроцес for a momentмомент.
12
32244
2727
Нека си помислим за процеса за създаване и тестване на нови медикаменти за момент.
00:50
You go from drugлекарство formulationформулировка, labлаборатория testingтестване, animalживотно testingтестване,
13
34971
2978
Тръгваме от формулиране на медикамента, тестове в лаборатория, тестове върху животни,
00:53
and then clinicalклиничен trialsизпитвания, whichкойто you mightбиха могли, може call humanчовек testingтестване,
14
37949
2503
следвано от изучаване в клинични условия, което би могло да се нарече тестове върх хора,
00:56
before the drugsнаркотици get to marketпазар.
15
40452
2265
всичко това преди медикаментите да стигнат до пазара.
00:58
It costsразходи a lot of moneyпари, a lot of time,
16
42717
3143
Това струва много пари, минава много време
01:01
and sometimesпонякога, even when a drugлекарство hitsхитове the marketпазар,
17
45860
2810
и понякога, дори когато медикамента стигне до пазара,
01:04
it actsактове in an unpredictableнепредвидим way and actuallyвсъщност hurtsБоли people.
18
48670
3935
той започва да работи по неочакван начин и наранява хората.
01:08
And the laterпо късно it failsне успее, the worseпо-лошо the consequencesпоследствия.
19
52605
4087
И колкото по-късно медикамента се провали, толкова по-сериозни са последствията.
01:12
It all boilsсвежда down to two issuesвъпроси. One, humansхората are not ratsплъхове,
20
56692
4184
Общо взето имам два проблема. Първо, хората не са плъхове
01:16
and two, despiteвъпреки our incredibleневероятен similaritiesприлики to one anotherоще,
21
60876
4088
и две, въпреки, че много си приличаме,
01:20
actuallyвсъщност those tinyмъничък differencesразлики betweenмежду you and I
22
64964
2441
всъщност тези малки разлики между мен и теб
01:23
have hugeогромен impactsвъздействия with how we metabolizeметаболизма drugsнаркотици
23
67405
2509
имам огромно въздействие на начина, по който метаболизираме медикаменти
01:25
and how those drugsнаркотици affectзасегне us.
24
69914
1869
и как тези медикаменти ни афектират.
01:27
So what if we had better modelsмодели in the labлаборатория
25
71783
2832
Какво би станало, ако имахме по-добри модели в лабораторията,
01:30
that could not only mimicимитатор us better than ratsплъхове
26
74615
3270
които биха могли не само да ни имитират по-добре от плъховете,
01:33
but alsoсъщо reflectотразят our diversityразнообразие?
27
77885
3920
но също така и да отразяват нашето разнообразие?
01:37
Let's see how we can do it with tissueтъкан engineeringинженерство.
28
81805
3927
Нека видим как това може да се постигне с тъканно инженерство.
01:41
One of the keyключ technologiesтехнологии that's really importantважно
29
85732
2529
Една от ключовите технологии, която е наистина много важна
01:44
is what's calledНаречен inducedиндуциран pluripotentплурипотентни stemстебло cellsклетки.
30
88261
3192
е т.нар. подбудени плурипотентни стволови клетки.
01:47
They were developedразвита in JapanЯпония prettyкрасива recentlyнаскоро.
31
91453
2518
Те бяха разработени в Япония наскоро.
01:49
Okay, inducedиндуциран pluripotentплурипотентни stemстебло cellsклетки.
32
93971
2447
ОК, подбудени плурипотентни стволови клетки.
01:52
They're a lot like embryonicембрионален stemстебло cellsклетки
33
96418
2113
Те приличат много на ембрионалните стволови клетки,
01:54
exceptс изключение withoutбез the controversyполемика.
34
98531
2217
с изключение на липсата на спорните елементи.
01:56
We induceпредизвикване на cellsклетки, okay, say, skinкожа cellsклетки,
35
100748
2899
Възбуждаме клетки, ок, нека кажем кожни клетки
01:59
by addingдобавяне a fewмалцина genesгени to them, culturingкултивиране them,
36
103647
2507
като добавяме няколко гена, отглеждаме ги
02:02
and then harvestingприбиране на реколтата them.
37
106154
1621
и след това ги събираме.
02:03
So they're skinкожа cellsклетки that can be trickedподмамени,
38
107775
2707
Това са кожни клетки, които могат да бъдат излъгани,
02:06
kindмил of like cellularклетъчен amnesiaамнезия, into an embryonicембрионален stateсъстояние.
39
110482
2784
нещо като клетъчна амнезия, за да се превключат в ембрионален стадий.
02:09
So withoutбез the controversyполемика, that's coolготино thing numberномер one.
40
113266
2712
Така, че без всичките спорни елементи, това е номер едно готино нещо.
02:11
CoolГотино thing numberномер two, you can growрастат any typeТип of tissueтъкан
41
115978
2549
Второто готино нещо е, че можем да отглеждаме какъвто и да е вид тъкани
02:14
out of them: brainмозък, heartсърце, liverчерен дроб, you get the pictureснимка,
42
118527
2555
от тях: мозък, сърце, бъбрек, общо взето разбирате ме,
02:16
but out of your cellsклетки.
43
121082
2523
и всичко това от вашите клетки.
02:19
So we can make a modelмодел of your heartсърце, your brainмозък
44
123605
3565
Така, че можем да направил модел на сърцето и мозъка ви
02:23
on a chipчип.
45
127170
2632
на един чип.
02:25
GeneratingГенериране на tissuesносни кърпи of predictableпредсказуем densityплътност and behaviorповедение
46
129802
2856
Генериране на тъкани с предразположено поведение
02:28
is the secondвтори pieceпарче, and will be really keyключ towardsкъм
47
132658
2832
е второто предизвикателство, което всъщност е ключа
02:31
gettingполучаване на these modelsмодели to be adoptedприет for drugлекарство discoveryоткритие.
48
135490
2672
към позиционирането на тези модели като основа за разработка на медикаменти.
02:34
And this is a schematicсхематичен of a bioreactorбиореактор we're developingразработване in our labлаборатория
49
138162
3112
Това е схемата на биореактор, който ние разработваме в лабораторията
02:37
to help engineerинженер tissuesносни кърпи in a more modularмодулна, scalableмащабируема way.
50
141274
3448
за да имаме възможността да създаваме тъкани в един по-модуларен, разрастващ се модел.
02:40
Going forwardнапред, imagineПредставете си a massivelyмасова parallelпаралелен versionверсия of this
51
144722
3399
Занапред, представете си един голям паралелен модел на това,
02:44
with thousandsхиляди of piecesпарчета of humanчовек tissueтъкан.
52
148121
2337
съдържащ хиляди бройки от човешки тъкани.
02:46
It would be like havingкато a clinicalклиничен trialпробен период on a chipчип.
53
150458
4048
Все едно да държиш цял клиничен процес на един чип.
02:50
But anotherоще thing about these inducedиндуциран pluripotentплурипотентни stemстебло cellsклетки
54
154506
3795
Още едно нещо за тези възбудени плурипотентни стволни клетки
02:54
is that if we take some skinкожа cellsклетки, let's say,
55
158301
2549
е че, ако например вземем няколко кожни клетки
02:56
from people with a geneticгенетичен diseaseболест
56
160850
2176
от хора с генетични заболявания
02:58
and we engineerинженер tissuesносни кърпи out of them,
57
163026
2256
и създадем тъкани от тях,
03:01
we can actuallyвсъщност use tissue-engineeringинженерство на тъкани techniquesтехники
58
165282
1968
можем да използваме тези генетични технологии
03:03
to generateгенериране modelsмодели of those diseasesзаболявания in the labлаборатория.
59
167250
3401
и да създадем модели на тези заболявания в лабораторията.
03:06
Here'sТук е an exampleпример from KevinКевин Eggan'sНа Eggan в labлаборатория at HarvardХарвард.
60
170651
3584
Един пример от лабораторията на Кевин Егган от Харвард.
03:10
He generatedгенерирана neuronsневрони
61
174235
2290
Той създава неврони
03:12
from these inducedиндуциран pluripotentплурипотентни stemстебло cellsклетки
62
176525
2715
от тези възбудени плурипотентни клетки
03:15
from patientsпациенти who have LouЛу Gehrig'sGehrig's DiseaseБолест,
63
179240
2629
от пациенти, които страдат от заболяването на Лу Гехриг,
03:17
and he differentiatedдиференциран them into neuronsневрони, and what's amazingудивителен
64
181869
2443
впоследствие той отделя невроните и което е възхитително е, че
03:20
is that these neuronsневрони alsoсъщо showшоу symptomsсимптоми of the diseaseболест.
65
184312
3152
тези неврони също носят симптомите на болестта.
03:23
So with diseaseболест modelsмодели like these, we can fightбитка back
66
187464
2099
Така, че с модели като тези можем да се борим
03:25
fasterпо-бързо than ever before and understandразбирам the diseaseболест better
67
189563
2582
много по-бързо от преди и да разбираме болестите много по-добре
03:28
than ever before, and maybe discoverоткривам drugsнаркотици even fasterпо-бързо.
68
192145
3963
от когато и да е било в миналото, и може би дори да откриваме медикаменти по-бързо.
03:32
This is anotherоще exampleпример of patient-specificспецифични за пациента stemстебло cellsклетки
69
196108
3380
Това е друг пример на специфични стволови клетки,
03:35
that were engineeredинженерство from someoneнякой with retinitisпигментозен pigmentosaретинит.
70
199488
4009
които ние създадохме от някой, болен от " retinitis pigmentosa:.
03:39
This is a degenerationдегенерация of the retinaретина.
71
203497
1754
Болестта причинява дегенерация на ретината в окото.
03:41
It's a diseaseболест that runsписти in my familyсемейство, and we really hopeнадявам се
72
205251
2757
Това е болест, която присъства в моето семейство и ние се надяваме,
03:43
that cellsклетки like these will help us find a cureлек.
73
208008
2224
че клетки като тези ще ни помогнат да намерим лечение.
03:46
So some people think that these modelsмодели soundзвук well and good,
74
210232
2808
Някой хора мислят, че тези модели звучат добре,
03:48
but askпитам, "Well, are these really as good as the ratплъх?"
75
213040
3441
но попитайте, 'наистина ли са толкова добри, колкото плъховете?'
03:52
The ratплъх is an entireцял organismорганизъм, after all,
76
216481
2988
Все пак, плъховете са цели организми,
03:55
with interactingвзаимодействащи networksмрежи of organsоргани.
77
219469
1706
съставени от мрежи от органи, които работят заедно.
03:57
A drugлекарство for the heartсърце can get metabolizedметаболизира in the liverчерен дроб,
78
221175
3921
Медикамент за сърцето може да се метаболизира в черният дроб,
04:00
and some of the byproductsстранични продукти mayможе be storedсъхранени in the fatдебел.
79
225096
2840
и някои от остатъчните продукти може да се складират в мазнините.
04:03
Don't you missмис all that with these tissue-engineeredтъканно инженерство modelsмодели?
80
227936
4527
Не се ли изпускат всички тези факти с лабораторните тъкани?
04:08
Well, this is anotherоще trendтенденция in the fieldполе.
81
232463
2114
Имаме решение за това в нашата област.
04:10
By combiningкомбиниране tissueтъкан engineeringинженерство techniquesтехники with microfluidicsМикрофлуидите,
82
234577
2867
Комбинирайки техники за създаване на тъкани с микрофлуидни изследвания,
04:13
the fieldполе is actuallyвсъщност evolvingразвиващ towardsкъм just that,
83
237444
2164
нашата област всъщност еволюира към
04:15
a modelмодел of the entireцял ecosystemекосистема of the bodyтяло,
84
239608
2506
един модел на цялата екосистема на тялото,
04:18
completeпълен with multipleмногократни organорган systemsсистеми to be ableспособен to testтест
85
242114
2400
създадена с органни системи, позволяващи тестове
04:20
how a drugлекарство you mightбиха могли, може take for your bloodкръв pressureналягане
86
244514
1603
показващи как медикаментите които биха могли да работят за кръвно налягане
04:22
mightбиха могли, може affectзасегне your liverчерен дроб or an antidepressantантидепресант mightбиха могли, може affectзасегне your heartсърце.
87
246117
3267
афектират вашият черен дроб, или как един антидепресант би могъл да афектира сърцето.
04:25
These systemsсистеми are really hardтвърд to buildпострои, but we're just startingстартиране to be ableспособен to get there,
88
249384
4072
Тези системи са много трудни за създаване, но ние едвам навлизаме в тази сфера сега,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
така, че внимавайте.
04:32
But that's not even all of it, because onceведнъж a drugлекарство is approvedодобрен,
90
256760
2632
Но това не е всичко, защото след като един медикамент е разрешен,
04:35
tissueтъкан engineeringинженерство techniquesтехники can actuallyвсъщност help us developразвият more personalizedперсонализирани treatmentsлечения.
91
259392
3682
същите тъканни технологии могат да ни помогнат да създадем персонализирани лечения.
04:38
This is an exampleпример that you mightбиха могли, може careгрижа about somedayнякой ден,
92
263074
3742
Това е пример, в който вие може да се окажете някой ден,
04:42
and I hopeнадявам се you never do,
93
266816
2120
и аз се надявам, че никога няма да ви се случи,
04:44
because imagineПредставете си if you ever get that call
94
268936
2520
защото представете си, че получавате обаждането,
04:47
that givesдава you that badлошо newsНовини that you mightбиха могли, може have cancerрак.
95
271456
3208
в което лошите новини са, че имате рак.
04:50
Wouldn'tНяма да you ratherпо-скоро testтест to see if those cancerрак drugsнаркотици
96
274664
2536
Не бихте ли искали да направите тестовете, че всички тези медикаменти за рак,
04:53
you're going to take are going to work on your cancerрак?
97
277200
2760
които ще взимате ще работят за да ви помогнат?
04:55
This is an exampleпример from KarenКарън Burg'sBurg на labлаборатория, where they're
98
279960
2422
Това е пример от лабораторията на Карен Бърг, където те
04:58
usingизползвайки inkjetмастиленоструен technologiesтехнологии to printпечат breastгърди cancerрак cellsклетки
99
282382
2906
използват печатни технологии, за да печатат клетки с рак на гърдата,
05:01
and studyуча its progressionsпрогресия and treatmentsлечения.
100
285288
2471
и изучават прогреса и леченията на болестта.
05:03
And some of our colleaguesколеги at TuftsТуфи are mixingсмесване modelsмодели
101
287759
2553
Някои от нашите колеги в Тъфтс миксират модели
05:06
like these with tissue-engineeredтъканно инженерство boneкостен to see how cancerрак
102
290312
3088
като тези с изкъствено създадени кости, за да видят как ракът
05:09
mightбиха могли, може spreadразпространение from one partчаст of the bodyтяло to the nextследващия,
103
293400
2720
се разпространява от една част на тялото към друга,
05:12
and you can imagineПредставете си those kindsвидове of multi-tissueработа с разнородни тъкани chipsчипс
104
296120
2384
и вие можете да и представите споменатите по-рано тъканни чипове
05:14
to be the nextследващия generationпоколение of these kindsвидове of studiesпроучвания.
105
298504
2985
да бъдат следвашата генерация от такива изследвания.
05:17
And so thinkingмислене about the modelsмодели that we'veние имаме just discussedобсъден,
106
301489
2422
Тъй че, ако помислите за моделите, които сега дискутирах,
05:19
you can see, going forwardнапред, that tissueтъкан engineeringинженерство
107
303911
1913
можете да видите, че гледайки напред, създаването на изкъствени тъкани
05:21
is actuallyвсъщност poisedготова to help revolutionizeреволюционизира drugлекарство screeningскрининг
108
305824
2456
ще революционира процеса на тестване на медикаменти
05:24
at everyвсеки singleединичен stepстъпка of the pathпът:
109
308280
2778
през всяка отделна стъпка на процеса:
05:26
diseaseболест modelsмодели makingприготвяне for better drugлекарство formulationsформулации,
110
311058
2574
модели на болестите позволяват създаване на по-добри формули за медикаменти,
05:29
massivelyмасова parallelпаралелен humanчовек tissueтъкан modelsмодели helpingподпомагане to revolutionizeреволюционизира labлаборатория testingтестване,
111
313632
3871
масино паралелно разработване на лабораторни тъкани помага за режолюционирането на тестове в лабораториите,
05:33
reduceнамаляване на animalживотно testingтестване and humanчовек testingтестване in clinicalклиничен trialsизпитвания,
112
317503
4225
намалява се количеството тестове с животни в клиничните опити
05:37
and individualizedиндивидуализирани therapiesтерапии that disruptнаруши
113
321728
1692
и индивидуализирани терапии, които разнообразяват
05:39
what we even considerобмислям to be a marketпазар at all.
114
323420
3588
това, което в момента смятаме за маркет.
05:42
EssentiallyПо същество, we're dramaticallyдрастично speedingускоряване up that feedbackобратна връзка
115
327008
2544
Като цяло, ние осезаемо ускоряваме целият този процес
05:45
betweenмежду developingразработване a moleculeмолекула and learningизучаване на about
116
329552
2323
между създаването на молекула и изучаването
05:47
how it actsактове in the humanчовек bodyтяло.
117
331875
2349
на начина на работа на тази молекула в човешкото тяло.
05:50
Our processпроцес for doing this is essentiallyпо същество transformingпреобразяващата
118
334224
2328
Нашият процес за това е практически трансформацията
05:52
biotechnologyбиотехнологиите and pharmacologyфармакология into an informationинформация technologyтехнология,
119
336552
4861
на биотехнологията и фармецевтиката в информационна технология,
05:57
helpingподпомагане us discoverоткривам and evaluateоценка drugsнаркотици fasterпо-бързо,
120
341413
2979
което ни помага да откриваме и оценяваме медикаментите по-бързо,
06:00
more cheaplyевтино and more effectivelyефективно.
121
344392
3216
по-евтино и по-ефективно.
06:03
It givesдава newнов meaningзначение to modelsмодели againstсрещу animalживотно testingтестване, doesn't it?
122
347608
4080
Също така, получаваме нови средства за борбата срещу тестовете с животни, нали?
06:07
Thank you. (ApplauseАплодисменти)
123
351688
6815
Благодаря ви. (Ръкопляскания).
Translated by Stefan Milanov
Reviewed by Ina Krasteva

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina 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

More profile about the speaker
Nina Tandon | Speaker | TED.com