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?

Nina Tandon: Könnte Tissue Engineering personalisierte Medizin bedeuten?

Filmed:
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Jeder unserer Körper ist völlig einzigartig, was ein wundervoller Gedanke ist, bis es darum geht, eine Krankheit zu behandeln – wenn jeder Körper auf Standardbehandlung unterschiedlich, oft unvorhersehbar reagiert. Tissue Engineer Nina Tandon spricht über eine mögliche Lösung: die Verwendung von pluripotenten Stammzellen, um personalisierte Modelle von Organen zu erstellen, an denen neue Medikamente und Behandlungen getestet werden können, und ihr Speichern auf Computerchips. (Nennen Sie es außerordentlich personalisierte Medizin.)
- Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio

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00:16
I'd like to showShow you a videoVideo of some of the modelsModelle
0
843
2045
Ich würde Ihnen gerne ein Video
zeigen von ein paar der Models,
00:18
I work with.
1
2888
1589
mit denen ich arbeite.
00:20
They're all the perfectperfekt sizeGröße, and they don't have an ounceUnze of fatFett.
2
4477
3538
Sie haben alle die perfekte Größe und
sie haben nicht ein Gramm Fett.
00:23
Did I mentionerwähnen they're gorgeousherrlich?
3
8015
2538
Habe ich schon erwähnt,
dass sie wunderschön sind?
00:26
And they're scientificwissenschaftlich modelsModelle? (LaughsLacht)
4
10553
3130
Und dass sie wissenschaftliche
Modelle sind? (Gelächter)
00:29
As you mightMacht have guessederraten, I'm a tissueGewebe engineerIngenieur,
5
13683
2343
Wie Sie sich vielleicht schon gedacht
haben, betreibe ich Gewebekonstruktion
00:31
and this is a videoVideo of some of the beatingPrügel heartHerz
6
16026
2449
und dies ist ein Video von einem
Teil des schlagenden Herzens,
00:34
that I've engineeredentwickelt in the labLabor.
7
18475
2216
das ich im Labor entwickelt habe.
00:36
And one day we hopeHoffnung that these tissuesGewebe
8
20691
1882
Wir hoffen, dass eines Tages diese Gewebe
00:38
can servedienen as replacementErsatz partsTeile for the humanMensch bodyKörper.
9
22573
2944
als Ersatzteile für den menschlichen
Körper dienen können.
00:41
But what I'm going to tell you about todayheute
10
25517
2280
Aber heute möchte ich
Ihnen davon erzählen,
00:43
is how these tissuesGewebe make awesomegenial modelsModelle.
11
27797
4447
wie diese Gewebe hervorragende
Modelle darstellen.
00:48
Well, let's think about the drugDroge screeningSiebung processverarbeiten for a momentMoment.
12
32244
2727
Lassen Sie uns für einen Moment an den
Ablauf von Medikamententests denken.
00:50
You go from drugDroge formulationFormulierung, labLabor testingtesten, animalTier testingtesten,
13
34971
2978
Man fängt an bei Arzneimittelformulierung,
Labortests, Tierversuchen
00:53
and then clinicalklinisch trialsVersuche, whichwelche you mightMacht call humanMensch testingtesten,
14
37949
2503
und dann kommen klinische Studien, die man als Menschenversuche bezeichnen könnte,
00:56
before the drugsDrogen get to marketMarkt.
15
40452
2265
bevor Medikamente auf den Markt kommen.
00:58
It costsKosten a lot of moneyGeld, a lot of time,
16
42717
3143
Das kostet viel Zeit und Geld
01:01
and sometimesmanchmal, even when a drugDroge hitsHits the marketMarkt,
17
45860
2810
und manchmal, selbst wenn ein
Medikament auf den Markt kommt,
01:04
it actshandelt in an unpredictableunberechenbar way and actuallytatsächlich hurtstut weh people.
18
48670
3935
verhält es sich unvorhersehbar
und schadet sogar Menschen.
01:08
And the laterspäter it failsschlägt fehl, the worseschlechter the consequencesFolgen.
19
52605
4087
Und je später es versagt, desto
schlimmer die Auswirkungen.
01:12
It all boilskocht down to two issuesProbleme. One, humansMenschen are not ratsRatten,
20
56692
4184
Das alles läuft auf zwei Probleme hinaus.
Erstens sind Menschen keine Ratten
01:16
and two, despiteTrotz our incredibleunglaublich similaritiesÄhnlichkeiten to one anotherein anderer,
21
60876
4088
und zweitens, trotz unserer
unglaublichen Ähnlichkeit zueinander,
01:20
actuallytatsächlich those tinysehr klein differencesUnterschiede betweenzwischen you and I
22
64964
2441
haben diese winzigen Unterschiede
zwischen Ihnen und mir
01:23
have hugeenorm impactsAuswirkungen with how we metabolizeverstoffwechseln drugsDrogen
23
67405
2509
gewaltige Auswirkungen darauf, wie wir
Medikamente metabolisieren
01:25
and how those drugsDrogen affectbeeinflussen us.
24
69914
1869
und wie diese Medikamente uns beeinflussen.
01:27
So what if we had better modelsModelle in the labLabor
25
71783
2832
Was also, wenn wir bessere
Modelle im Labor hätten,
01:30
that could not only mimicnachahmen us better than ratsRatten
26
74615
3270
die uns nicht nur besser
nachahmen könnten als Ratten,
01:33
but alsoebenfalls reflectreflektieren our diversityVielfalt?
27
77885
3920
sondern auch unsere Vielfalt
widerspiegeln könnten?
01:37
Let's see how we can do it with tissueGewebe engineeringIngenieurwesen.
28
81805
3927
Mal sehen, wie wir das mit
Tissue Engineering erreichen können.
01:41
One of the keySchlüssel technologiesTechnologien that's really importantwichtig
29
85732
2529
Eine der Schlüsseltechnologien,
die wirklich wichtig ist,
01:44
is what's callednamens inducedinduziert pluripotentpluripotent stemStengel cellsZellen.
30
88261
3192
sind die so genannten
induzierten pluripotenten Stammzellen.
01:47
They were developedentwickelt in JapanJapan prettyziemlich recentlyvor kurzem.
31
91453
2518
Sie wurden vor ziemlich kurzer
Zeit in Japan entwickelt.
01:49
Okay, inducedinduziert pluripotentpluripotent stemStengel cellsZellen.
32
93971
2447
Okay, induzierte pluripotente Stammzellen.
01:52
They're a lot like embryonicembryonale stemStengel cellsZellen
33
96418
2113
Die sind Embryonalstammzellen sehr ähnlich,
01:54
exceptaußer withoutohne the controversyKontroverse.
34
98531
2217
nur ohne die Kontroverse.
01:56
We induceinduzieren cellsZellen, okay, say, skinHaut cellsZellen,
35
100748
2899
Wir induzieren Zellen, gut,
sagen wir, Hautzellen,
01:59
by addingHinzufügen a fewwenige genesGene to them, culturingKultivierung them,
36
103647
2507
indem wir ein paar Gene
zu ihnen hinzufügen, sie züchten
02:02
and then harvestingErnte them.
37
106154
1621
und sie dann ernten.
02:03
So they're skinHaut cellsZellen that can be trickedausgetrickst,
38
107775
2707
Diese Hautzellen können überlistet werden,
02:06
kindArt of like cellularZellular amnesiaAmnesie, into an embryonicembryonale stateBundesland.
39
110482
2784
ungefähr so wie zelluläre Amnesie, in einen Embryonalzustand überzugehen.
02:09
So withoutohne the controversyKontroverse, that's coolcool thing numberNummer one.
40
113266
2712
Also ohne die Kontroverse ist das
die erste coole Sache.
02:11
CoolCool thing numberNummer two, you can growgrößer werden any typeArt of tissueGewebe
41
115978
2549
Die zweite coole Sache: Man kann jede
Art von Gewebe aus ihnen züchten:
02:14
out of them: brainGehirn, heartHerz, liverLeber, you get the pictureBild,
42
118527
2555
Gehirn, Herz, Leber, Sie
bekommen einen Eindruck,
02:16
but out of your cellsZellen.
43
121082
2523
aber aus Ihren Zellen.
02:19
So we can make a modelModell- of your heartHerz, your brainGehirn
44
123605
3565
Also können wir ein Modell von
Ihrem Herz, Ihrem Gehirn erstellen
02:23
on a chipChip.
45
127170
2632
auf einem Chip.
02:25
GeneratingErzeugung von tissuesGewebe of predictablevorhersagbar densityDichte and behaviorVerhalten
46
129802
2856
Gewebe von berechenbarer Dichte
und Verhalten zu erzeugen
02:28
is the secondzweite pieceStück, and will be really keySchlüssel towardsin Richtung
47
132658
2832
ist der zweite Teil, und das wird
tatsächlich der Schlüssel dazu sein,
02:31
gettingbekommen these modelsModelle to be adoptedangenommen for drugDroge discoveryEntdeckung.
48
135490
2672
diese Modelle für Wirkstoffforschung
zu verwenden.
02:34
And this is a schematicschematisch of a bioreactorBioreaktor we're developingEntwicklung in our labLabor
49
138162
3112
Und dies ist ein Schema eines Bioreaktors,
den wir in unserem Labor entwerfen
02:37
to help engineerIngenieur tissuesGewebe in a more modularmodular, scalableskalierbar way.
50
141274
3448
um dabei zu helfen, Gewebe auf eine modularere, skalierbarere Art zu erzeugen.
02:40
Going forwardVorwärts-, imaginevorstellen a massivelymassiv parallelparallel versionVersion of this
51
144722
3399
Stellen Sie sich in der Zukunft eine
gewaltige parallele Version davon vor
02:44
with thousandsTausende of piecesStücke of humanMensch tissueGewebe.
52
148121
2337
mit Tausenden von Teilen
menschlichen Gewebes.
02:46
It would be like havingmit a clinicalklinisch trialVersuch on a chipChip.
53
150458
4048
Es wäre so, als würde man eine
klinische Studie auf einem Chip durchführen.
02:50
But anotherein anderer thing about these inducedinduziert pluripotentpluripotent stemStengel cellsZellen
54
154506
3795
Bemerkenswert an diesen induzierten
pluripotenten Stammzellen ist,
02:54
is that if we take some skinHaut cellsZellen, let's say,
55
158301
2549
dass, wenn wir ein paar Hautzellen nehmen,
02:56
from people with a geneticgenetisch diseaseKrankheit
56
160850
2176
beispielsweise von Menschen
mit einer Erbkrankheit,
02:58
and we engineerIngenieur tissuesGewebe out of them,
57
163026
2256
und daraus Gewebe erzeugen,
03:01
we can actuallytatsächlich use tissue-engineeringGewebe-engineering techniquesTechniken
58
165282
1968
wir tatsächlich Tissue-Engineering-
Techniken verwenden können,
03:03
to generategenerieren modelsModelle of those diseasesKrankheiten in the labLabor.
59
167250
3401
um Modelle dieser Krankheiten
im Labor zu erstellen.
03:06
Here'sHier ist an exampleBeispiel from KevinKevin Eggan'sDie Eggan labLabor at HarvardHarvard.
60
170651
3584
Hier ist ein Beispiel von Kevin
Eggans Labor in Harvard.
03:10
He generatedgeneriert neuronsNeuronen
61
174235
2290
Er hat Nervenzellen erzeugt
03:12
from these inducedinduziert pluripotentpluripotent stemStengel cellsZellen
62
176525
2715
aus diesen induzierten
pluripotenten Stammzellen
03:15
from patientsPatienten who have LouLou Gehrig'sGehrig DiseaseKrankheit,
63
179240
2629
von Patienen mit Amyotropher
Lateralsklerose (ALS),
03:17
and he differentiateddifferenziert them into neuronsNeuronen, and what's amazingtolle
64
181869
2443
und er hat sie in Nervenzellen
aufgeteilt und verblüffenderweise
03:20
is that these neuronsNeuronen alsoebenfalls showShow symptomsSymptome of the diseaseKrankheit.
65
184312
3152
zeigen diese Nervenzellen auch
Symptome der Krankheit.
03:23
So with diseaseKrankheit modelsModelle like these, we can fightKampf back
66
187464
2099
Mit solchen Krankheitsmodellen
können wir diese Krankheiten
03:25
fasterschneller than ever before and understandverstehen the diseaseKrankheit better
67
189563
2582
schneller als je zuvor bekämpfen und
besser als je zuvor verstehen
03:28
than ever before, and maybe discoverentdecken drugsDrogen even fasterschneller.
68
192145
3963
und vielleicht noch schneller
Medikamente entwickeln.
03:32
This is anotherein anderer exampleBeispiel of patient-specificPatienten-spezifischen stemStengel cellsZellen
69
196108
3380
Dies ist ein anderes Beispiel für patientenspezifische Stammzellen,
03:35
that were engineeredentwickelt from someonejemand with retinitisRetinitis pigmentosapigmentosa.
70
199488
4009
die von jemandem mit Rethinopathia
Pigmentosa erzeugt wurden.
03:39
This is a degenerationDegeneration of the retinaRetina.
71
203497
1754
Das ist eine Degeneration der Retina.
03:41
It's a diseaseKrankheit that runsläuft in my familyFamilie, and we really hopeHoffnung
72
205251
2757
Diese Krankheit liegt bei mir in der
Familie und wir hoffen wirklich,
03:43
that cellsZellen like these will help us find a cureheilen.
73
208008
2224
dass solche Zellen uns dabei helfen
werden, eine Heilmethode zu finden.
03:46
So some people think that these modelsModelle soundklingen well and good,
74
210232
2808
Ein paar Leute denken, diese Modelle
klängen ja ganz schön und gut,
03:48
but askFragen, "Well, are these really as good as the ratRatte?"
75
213040
3441
aber sie fragen: "Na ja, sind die
wirklich so gut wie die Ratte?"
03:52
The ratRatte is an entireganz organismOrganismus, after all,
76
216481
2988
Die Ratte ist immerhin
ein ganzer Organismus
03:55
with interactinginteragierend networksNetzwerke of organsOrgane.
77
219469
1706
mit interagierenden
Netzwerken von Organen.
03:57
A drugDroge for the heartHerz can get metabolizedmetabolisiert in the liverLeber,
78
221175
3921
Ein Medikament für das Herz kann in
der Leber metabolisiert werden
04:00
and some of the byproductsNebenprodukte maykann be storedgespeichert in the fatFett.
79
225096
2840
und manche der Nebenerzeugnisse
könnten im Fett gelagert werden.
04:03
Don't you missFräulein all that with these tissue-engineeredTissue Engineering- modelsModelle?
80
227936
4527
Fehlt das nicht alles bei diesen mit Tissue
Engineering erstellten Modellen?
04:08
Well, this is anotherein anderer trendTrend in the fieldFeld.
81
232463
2114
Nun, das ist ein weiterer Trend auf dem Gebiet.
04:10
By combiningKombination tissueGewebe engineeringIngenieurwesen techniquesTechniken with microfluidicsMikrofluidik,
82
234577
2867
Durch das Kombinieren von Tissue-
Engineering-Techniken mit Mikrofluidik
04:13
the fieldFeld is actuallytatsächlich evolvingsich entwickelnd towardsin Richtung just that,
83
237444
2164
entwickelt sich dieses
Gebiet im Grunde genau
04:15
a modelModell- of the entireganz ecosystemÖkosystem of the bodyKörper,
84
239608
2506
zu einem Modell des gesamten
Ökosystems des Körpers,
04:18
completekomplett with multiplemehrere organOrgan systemsSysteme to be ablefähig to testTest
85
242114
2400
vollständig mit mehreren Organsystemen,
um testen zu können,
04:20
how a drugDroge you mightMacht take for your bloodBlut pressureDruck
86
244514
1603
wie ein Medikament, das Sie für
Ihren Blutdruck nehmen,
04:22
mightMacht affectbeeinflussen your liverLeber or an antidepressantAntidepressivum mightMacht affectbeeinflussen your heartHerz.
87
246117
3267
Ihre Leber oder ein Antidepressivum
Ihr Herz beeinflussen könnte.
04:25
These systemsSysteme are really hardhart to buildbauen, but we're just startingbeginnend to be ablefähig to get there,
88
249384
4072
Diese Systeme sind sehr schwer zu konstruieren,
aber stehen gerade erst in den Anfängen,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
in der Lage zu sein, dies zu
erreichen, also bleiben Sie dran!
04:32
But that's not even all of it, because onceEinmal a drugDroge is approvedgenehmigt,
90
256760
2632
Aber das ist noch nicht einmal alles, denn
sobald ein Medikament zugelassen wird,
04:35
tissueGewebe engineeringIngenieurwesen techniquesTechniken can actuallytatsächlich help us developentwickeln more personalizedpersonalisiert treatmentsBehandlungen.
91
259392
3682
können Tissue-Engineering-Techniken dabei helfen, personalisiertere Behandlungen zu entwickeln.
04:38
This is an exampleBeispiel that you mightMacht carePflege about somedayirgendwann mal,
92
263074
3742
Dies ist ein Beispiel, das Ihnen
vielleicht irgendwann wichtig sein wird
04:42
and I hopeHoffnung you never do,
93
266816
2120
und ich hoffe, das wird Ihnen nie passieren,
04:44
because imaginevorstellen if you ever get that call
94
268936
2520
denn stellen Sie sich vor, Sie würden
irgendwann den Anruf bekommen,
04:47
that givesgibt you that badschlecht newsNachrichten that you mightMacht have cancerKrebs.
95
271456
3208
mit der schlechten Nachricht,
Sie könnten Krebs haben.
04:50
Wouldn'tWürde nicht you ratherlieber testTest to see if those cancerKrebs drugsDrogen
96
274664
2536
Würden Sie nicht lieber ausprobieren,
ob diese Krebsmittel,
04:53
you're going to take are going to work on your cancerKrebs?
97
277200
2760
die Sie nehmen werden, bei
Ihrem Krebs funktionieren?
04:55
This is an exampleBeispiel from KarenKaren Burg'sBurgs labLabor, where they're
98
279960
2422
Dies ist ein Beispiel aus Karen Burgs Labor,
04:58
usingmit inkjetTintenstrahl technologiesTechnologien to printdrucken breastBrust cancerKrebs cellsZellen
99
282382
2906
wo mit Tintenstrahltechnologien
Brustkrebszellen gedruckt
05:01
and studyStudie its progressionsProgressionen and treatmentsBehandlungen.
100
285288
2471
und ihre Entwicklungen und
Behandlungen erforscht werden
05:03
And some of our colleaguesKollegen at TuftsBüschel are mixingMischen modelsModelle
101
287759
2553
Und einige unsere Kollegen
an Tufts verbinden Modelle
05:06
like these with tissue-engineeredTissue Engineering- boneKnochen to see how cancerKrebs
102
290312
3088
wie diese mit durch Tissue Engineering
erzeugten Knochen, um zu sehen, wie Krebs
05:09
mightMacht spreadVerbreitung from one partTeil of the bodyKörper to the nextNächster,
103
293400
2720
sich von einem Teil des Körpers
zum nächsten verbreiten könnte
05:12
and you can imaginevorstellen those kindsArten of multi-tissueMulti-Gewebe chipsChips
104
296120
2384
und Sie können sich diese
Art Multi-Gewebe-Chips
05:14
to be the nextNächster generationGeneration of these kindsArten of studiesStudien.
105
298504
2985
als nächste Generation dieser
Art der Forschung vorstellen.
05:17
And so thinkingDenken about the modelsModelle that we'vewir haben just discusseddiskutiert,
106
301489
2422
Wenn Sie über diese Modelle nachdenken,
über die wir gerade gesprochen haben,
05:19
you can see, going forwardVorwärts-, that tissueGewebe engineeringIngenieurwesen
107
303911
1913
können Sie sehen, dass
Tissue Engineering für die Zukunft
05:21
is actuallytatsächlich poisedbalanciert to help revolutionizerevolutionieren drugDroge screeningSiebung
108
305824
2456
tatsächlich dafür bereit ist, dabei zu helfen, Arzneimittelprüfung zu revolutionieren
05:24
at everyjeden singleSingle stepSchritt of the pathPfad:
109
308280
2778
bei jedem Schritt des Prozesses.
05:26
diseaseKrankheit modelsModelle makingHerstellung for better drugDroge formulationsFormulierungen,
110
311058
2574
Krankheitsmodelle sorgen für bessere Arzneimittelformulierung,
05:29
massivelymassiv parallelparallel humanMensch tissueGewebe modelsModelle helpingPortion to revolutionizerevolutionieren labLabor testingtesten,
111
313632
3871
gewaltige parallele Gewebemodelle helfen dabei, Labortests zu revolutionieren,
05:33
reducereduzieren animalTier testingtesten and humanMensch testingtesten in clinicalklinisch trialsVersuche,
112
317503
4225
Tierversuche und Menschenversuche in
klinischen Studien zu verringern
05:37
and individualizedindividualisierte therapiesTherapien that disruptstören
113
321728
1692
und individualisierte Therapien,
die das sprengen,
05:39
what we even considerErwägen to be a marketMarkt at all.
114
323420
3588
was wir überhaupt erst
als einen Markt ansehen.
05:42
EssentiallyIm wesentlichen, we're dramaticallydramatisch speedingdie Beschleunigung up that feedbackFeedback
115
327008
2544
Im Wesentlichen beschleunigen
wir drastisch die Resonanz
05:45
betweenzwischen developingEntwicklung a moleculeMolekül and learningLernen about
116
329552
2323
zwischen der Entwicklung eines
Moleküls und dem Lernen darüber,
05:47
how it actshandelt in the humanMensch bodyKörper.
117
331875
2349
wie es sich im menschlichen Körper verhält.
05:50
Our processverarbeiten for doing this is essentiallyim Wesentlichen transformingtransformierend
118
334224
2328
Der Vorgang dafür ist im Grunde,
05:52
biotechnologyBiotechnologie and pharmacologyPharmakologie into an informationInformation technologyTechnologie,
119
336552
4861
Biotechnologie und Pharmakologie in eine Informationstechnik umzuwandeln,
05:57
helpingPortion us discoverentdecken and evaluatebewerten drugsDrogen fasterschneller,
120
341413
2979
die uns dabei hilft, Medikamente
schneller, billiger
06:00
more cheaplybillig and more effectivelyeffektiv.
121
344392
3216
und effektiver zu entdecken
und zu beurteilen,
06:03
It givesgibt newneu meaningBedeutung to modelsModelle againstgegen animalTier testingtesten, doesn't it?
122
347608
4080
Das verleiht Modellen gegen Tierversuche
eine neue Bedeutung, nicht wahr?
06:07
Thank you. (ApplauseApplaus)
123
351688
6815
Danke.
(Beifall)
Translated by Tanja Daub
Reviewed by Judith Matz

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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