TED2011
Nina Tandon: Caring for engineered tissue
Nina Tandon: Péče o uměle vytvořenou tkáň
Filmed:
Readability: 3.5
556,310 views
Tkáňový inženýr a TED Fellow Nina Tandon pěstuje umělá srdce a kosti. Potřebuje k tomu nové způsoby, jak se starat o uměle pěstované buňky - techniky, které vyvinula jednoduchou, ale mocnou metodou kopírování jejich přirozeného prostředí.
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
Good morning everybody.
0
0
3000
Dobré ráno všem.
00:18
I work with really amazing,
1
3000
2000
Pracuji s opravdu úžasnými
00:20
little, itty-bitty creatures called cells.
2
5000
3000
malinkatými potvůrkami, které se nazávají buňky.
00:23
And let me tell you what it's like
3
8000
2000
A teď vám povím, jaké to je
00:25
to grow these cells in the lab.
4
10000
2000
pěstovat tyto buňky v laboratoři.
00:27
I work in a lab where we take cells out of their native environment.
5
12000
3000
Pracuji v laboratoři, kde odebereme buňky z jejich přirozeného prostředí.
00:30
We plate them into dishes
6
15000
2000
Umistňujeme je do misek,
00:32
that we sometimes call petri dishes.
7
17000
2000
které někdy nazýváme Petriho miska.
00:34
And we feed them -- sterilely of course --
8
19000
3000
A krmíme je -- samozřejmě sterilně --
00:37
with what we call cell culture media -- which is like their food --
9
22000
3000
něčím, co nazýváme živá půda - je to jejich potrava --
00:40
and we grow them in incubators.
10
25000
3000
a pěstujeme je v inkubátorech.
00:43
Why do I do this?
11
28000
2000
Proč to dělám?
00:45
We observe the cells in a plate,
12
30000
2000
Pozorujeme tyto buňky v misce,
00:47
and they're just on the surface.
13
32000
2000
a to jsou jenom na povrchu.
00:49
But what we're really trying to do in my lab
14
34000
3000
Ale to, co se opravdu snažíme v laboratořích dělat,
00:52
is to engineer tissues out of them.
15
37000
3000
je vytváření tkání z těchto buňek.
00:55
What does that even mean?
16
40000
2000
Co to tedy vůbec znamená?
00:57
Well it means growing an actual heart,
17
42000
2000
To znamená vypěstovat
00:59
let's say,
18
44000
2000
skutečné srdce, například,
01:01
or grow a piece of bone
19
46000
2000
nebo vypěstovat kost,
01:03
that can be put into the body.
20
48000
2000
kterou můžeme implantovat do těla.
01:05
Not only that, but they can also be used for disease models.
21
50000
3000
Ale nejenom to, můžeme je použít i na modely onemocnění.
01:08
And for this purpose, traditional cell culture techniques
22
53000
2000
Ale pro tyto účely jsou tradiční techniky
01:10
just really aren't enough.
23
55000
2000
takovýchto buněčných kultur opravdu nedostačující.
01:12
The cells are kind of homesick;
24
57000
2000
Těmto buňkám se nějak stýská po domově;
01:14
the dish doesn't feel like their home.
25
59000
2000
v misce se jednoduše necítí jako doma.
01:16
And so we need to do better at copying their natural environment
26
61000
2000
A proto se musíme více snažit při kopírování
01:18
to get them to thrive.
27
63000
2000
jejich přirozeného prostředí, aby se jim mohlo dařit.
01:20
We call this the biomimetic paradigm --
28
65000
2000
Říkám tomu biomimetické paradigma --
01:22
copying nature in the lab.
29
67000
3000
napodobování přírody v laboratoři.
01:25
Let's take the example of the heart,
30
70000
2000
Vemme si příklad srdce,
01:27
the topic of a lot of my research.
31
72000
2000
námět mnoha mých výzkumů.
01:29
What makes the heart unique?
32
74000
2000
Čím je srdce tak jedinečné?
01:31
Well, the heart beats,
33
76000
2000
No, srdce bije,
01:33
rhythmically, tirelessly, faithfully.
34
78000
3000
rytmicky, neúnavně, poctivě.
01:36
We copy this in the lab
35
81000
2000
Toto napodobujeme v laboratoři tím,
01:38
by outfitting cell culture systems with electrodes.
36
83000
3000
že systém buněčné kultury vybavíme elektrodami.
01:41
These electrodes act like mini pacemakers
37
86000
2000
Tyto elektrody fungují jako malé
01:43
to get the cells to contract in the lab.
38
88000
3000
kardiostimulátory, aby se buňky mohly smršťovat.
01:46
What else do we know about the heart?
39
91000
2000
Co dál víme o srdci?
01:48
Well, heart cells are pretty greedy.
40
93000
2000
No, srdeční buňky jsou docela nenasytné.
01:50
Nature feeds the heart cells in your body
41
95000
2000
Příroda zásobuje srdeční buňky v našem těle
01:52
with a very, very dense blood supply.
42
97000
2000
pomocí velmi, velmi velkého množství krve.
01:54
In the lab, we micro-pattern channels
43
99000
2000
V laboratoři to na mikro úrovni
01:56
in the biomaterials
44
101000
2000
napodobujeme kanálkami v bio-materiálech,
01:58
on which we grow the cells,
45
103000
2000
na kterých pěstujeme tyto buňky.
02:00
and this allows us to flow the cell culture media, the cells' food,
46
105000
3000
A to nám umožňuje tok skrz živnou půdu, jídlo pro buňky,
02:03
through the scaffolds where we're growing the cells --
47
108000
3000
skrz síť kanálků kde pěstujeme buňky --
02:06
a lot like what you might expect
48
111000
2000
vpodstatě je to podobné tomu, co byste mohli
02:08
from a capillary bed in the heart.
49
113000
2000
očekávat od kapilárního řečiště v srdci.
02:10
So this brings me to lesson number one:
50
115000
3000
To mě přivádí k lekci číslo jedna:
02:13
life can do a lot with very little.
51
118000
3000
život dokáže z mála opravdu mnoho.
02:16
Let's take the example of electrical stimulation.
52
121000
2000
Vemme si příklad elektrické stimulace.
02:18
Let's see how powerful just one of these essentials can be.
53
123000
3000
Podívejme se, jak může být byť jen jedna z těchto nezbytností významná.
02:22
On the left, we see a tiny piece of beating heart tissue
54
127000
3000
Nalevo vidíme malý kousek pulzující srdcové tkáně,
02:25
that I engineered from rat cells in the lab.
55
130000
2000
který jsem v laboratoři připravila z krysích buněk.
02:27
It's about the size of a mini marshmallow.
56
132000
2000
Je přibližně velikosti malého žužu bonbónu.
02:29
And after one week, it's beating.
57
134000
2000
A po jednom týdnu již bije.
02:31
You can see it in the upper left-hand corner.
58
136000
2000
Můžete si toho všimnout v levém vrchním rohu.
02:33
But don't worry if you can't see it so well.
59
138000
2000
Ale netrapte se, pokud to tak dobře nevidíte.
02:35
It's amazing that these cells beat at all.
60
140000
3000
Je úžasné, že tyto buňky vůbec pulzují.
02:38
But what's really amazing
61
143000
2000
Ale co je opravdu úžasné, je to,
02:40
is that the cells, when we electrically stimulate them,
62
145000
2000
že pokud tyto buňky stimulujeme
02:42
like with a pacemaker,
63
147000
2000
pomocí kardiostimulátoru,
02:44
that they beat so much more.
64
149000
2000
tak pulzují mnohem víc.
02:46
But that brings me to lesson number two:
65
151000
2000
A to mě přivádí k lekci číslo dvě:
02:48
cells do all the work.
66
153000
2000
buňky odvedou všechnu práci.
02:50
In a sense, tissue engineers have a bit of an identity crisis here,
67
155000
3000
V jistém smyslu mají buněční inženýři trochu krizi identity,
02:53
because structural engineers
68
158000
2000
protože stavební inženýři
02:55
build bridges and big things,
69
160000
3000
staví mosty a velké věci,
02:58
computer engineers, computers,
70
163000
2000
počítačoví inženýři zase počítače,
03:00
but what we are doing
71
165000
2000
ale co děláme my, jsou
03:02
is actually building enabling technologies for the cells themselves.
72
167000
3000
technologie, které umožňují buňkám samotným stavět.
03:05
What does this mean for us?
73
170000
2000
Co to pro nás znamená?
03:07
Let's do something really simple.
74
172000
2000
Řekněme to opravdu jednoduše.
03:09
Let's remind ourselves
75
174000
2000
Uvědomme si,
03:11
that cells are not an abstract concept.
76
176000
3000
že buňky nejsou abstraktním konceptem.
03:14
Let's remember that our cells sustain our lives
77
179000
3000
Pamatujme si, že naše buňky nás opravdu velmi očividně
03:17
in a very real way.
78
182000
2000
udržují na živu.
03:19
"We are what we eat," could easily be described
79
184000
3000
"Jsme to, co jíme," můžeme jednoduše vystihnout
03:22
as, "We are what our cells eat."
80
187000
2000
jako,"Jsme to, co jí naše buňky."
03:24
And in the case of the flora in our gut,
81
189000
2000
A v připadě naší střevní flóry
03:26
these cells may not even be human.
82
191000
3000
ani nemusejí být buňky původem lidské.
03:30
But it's also worth noting
83
195000
2000
Ale také stojí za zmínku,
03:32
that cells also mediate our experience of life.
84
197000
3000
že buňky nám zprostředkovávají naše zážitky.
03:35
Behind every sound, sight, touch, taste and smell
85
200000
3000
Za každým zvukem, pohledem, dotykem, chutí a vůní
03:38
is a corresponding set of cells
86
203000
2000
stojí odpovídající skupina buněk,
03:40
that receive this information
87
205000
2000
které přijímají tyto informace
03:42
and interpret it for us.
88
207000
2000
a interpretují nám je.
03:44
It begs the question:
89
209000
2000
Vyvolává to otázku:
03:46
shall we expand our sense of environmental stewardship
90
211000
3000
měli bychom rozšířit náš smysl pro starostlivost o životní prostředí
03:49
to include the ecosystem of our own bodies?
91
214000
3000
tak, aby zahrnoval i ekosystém našich vlastních těl?
03:52
I invite you to talk about this with me further,
92
217000
2000
Zvu vás, abyste se mnou pokračovali v této diskuzi,
03:54
and in the meantime, I wish you luck.
93
219000
3000
a mezitím vám přeji hodně štěstí.
03:57
May none of your non-cancer cells
94
222000
2000
Kéž by se žádná z vašich nerakovinných buněk
03:59
become endangered species.
95
224000
2000
nestala ohroženým druhem.
04:01
Thank you.
96
226000
2000
Děkuji.
04:03
(Applause)
97
228000
4000
(Potlesk)
ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcherNina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.
Why you should listen
Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Nina Tandon | Speaker | TED.com