TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
نینا تندان: آیا مهندسی بافت می تواند منجر به پزشکی منحصر به فرد و شخصی بشود؟
Filmed:
Readability: 5.3
1,204,216 views
بدن هر کدام از ما کاملا منحصر به فرد است، این خیلی هم عالیست تا زمانی که در مورد درمان بیماری صحبتی در میان نباشد، هنگامی که بدن افراد واکنشی متفاوت٬ اغلب غیر قابل پیش‌بینی را به یک درمان ثابت از خود نشان میدهد . نینا تندان که یک مهندس بافت است در مورد راه حلی احتمالی گفتگو می‌کند: استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان القایی برای تولید مدلهای شخصی از اعضای بدن را روی تراشه های کامپیوتری بسازند و داروها و روشهای درمانی جدید رو با آنها آزمایش کنند (که میتوان آنرا پزشکی فوق العاده منحصر به فرد نامید.)
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.
00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
می خوام چندتا از مدلهایی رو بهتون نشون بدم که
00:18
I work with.
1
2888
1589
باهاشون کار می کنم
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
تمامی آنها کاملا بی نقص هستند، حتی ذره ای چربی ندارند
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
بهتون گفتم که آنها چقد فوق العاده هستند؟
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
البته آنها مدلهای علمی هستن! (خنده)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
همونطور که احتمالا حدس زدین من یک مهندس بافت هستم
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
و این ویدیو یک قلب در حال تپیدن رو نشون می ده که
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
من در آزمایشگاه ساختم
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
ما امیدواریم یه روز این بافتهای مهندسی شده
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
بتوانند به عنوان جایگزین های بافتی اعضای بدن انسان کار کنند
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
ولی چیزی که امروز می خواهم بگم بهتون
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
اینه که چطوری این بافتها می تونن مدلهای بسیار خوبی را بسازند
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
بیایند برای یک لحظه به مراحل ارزیابی و تصویب دارو فکر کنیم
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
از فرمول بندی دارو گرفته، تا تستهای آزمایشگاهی، تست بر روی حیوانات،
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
و بعد تستهای کلینیکی که شاید شما به آنها تست های روی انسان بگویید
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
قبل ازاینکه دارو وارد بازار بشه [همه‌ی این آزمایشات باید انجام شده باشه].
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
که خیلی هزینه زیاد و وقت زیادی می بره
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
و بعضی وقتا حتی بعد از اینکه دارو وارد بازار شد٬
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
به نحو پیش بینی نشده ای عمل می کنه و به آدمها آسیب می رسونه.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
هر چی دیرتر این عارضه معلوم بشه، اثرات بدتری می ذاره.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
برای این قضیه دو دلیل اصلی هست: اول اینکه آدمها با موشهای آزمایشگاهی فرق دارن٬
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
دوم اینکه با وجود تمام شباهتی که ما -آدمها- با هم داریم
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
در واقع همون اختلافهای کوچک بین من و شما
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
اثر بزرگی روی نحوه جذب و دفع دارو در بدن ما داره
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
و نحوه ای که دارو ما رو تحت تاثیر قرار میده
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
برای همین اگر ما مدل های بهتری -برای شبیه سازی شرایط بدن- در آزمایشگاه داشته باشیم
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
نه تنها از موشهای آزمایشگاهی به ما شبیه تر است
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
بلکه می تونه بازتاب بهتری از تنوع موجود بین ما -آدمها- باشه
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
حالا ببینیم که مهندسی بافت چطور می تونه این کار رو بکنه.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
یکی از فناوری های کلیدی که اهمیت زیادی داره
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان القایی است.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
آنها به تازگی در ژاپن توسعه پیدا کرده اند.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
خب، سلولهای بنیادی پرتوان القایی.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
آنها خیلی شبیه سلولهای بنیادی جنینی (رویان) هستند
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
فقط مشکلات اخلاقی و مجادلات اجتماعی کمتری دارن
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
ما سلولها رو القا کردیم، برای مثال سلولهای پوست رو
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
توسط افزودن چندتا ژن، کشت سلولی
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
و در نهایت جمع آوری سلولها.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن.
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
اولین نکته با حال این قضیه خلاصی از معضلات اخلاقی-هنجاری قضیه است.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
دومین نکته با حال اینه که باهاشون می شه هر نوع بافتی رو رشد داد
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
بافت مغزی، قلبی، کبدی، بقیه اش رو خودتون می‌گیرین دیگه٬
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
ولی با سلولهای خودتون.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
پس ما می‌تونیم یه مدل از قلبتون یا مغزتون بسازیم
02:23
on a chip.
45
127170
2632
روی یه تراشه.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
تولید بافتهایی با چگالی و رفتار قابل پیش‌بینی
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره.
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
این یه طرح ساده شده از بیورآکتوری هست که ما توی آزمایشگاهمون تولید می کنیم
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
که با یه روش مقیاس پذیر و جزء به جزء به مهندسی بافتها کمک کنه.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
به زودی می شه نسخه ای از این سیستم رو با انبوهی از نسخه های موازی تصور کرد
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
با هزاران نوع بافتهای (مختلف) انسانی.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
مثل اینکه تستهای کلینیکی (تست بر روی انسان) رو روی یه تراشه بشه انجام داد.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
نکته دیگه ای راجع به این سلولهای بنیادی پرتوان القایی
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
اینه که اگه مثلا یه سری سلول پوست برداریم٬
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
از کسانی که یه بیماری وراثتی (ژنتیکی) دارن
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
و بافتی از آنها تولید کنیم٬
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
در واقع می تونیم با استفاده از روشهای مهندسی بافت
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
مدلی از اون بیماری ها رو توی آزمایشگاه تولید کنیم.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
این یه مثال از آزمایشگاه کوین ایگان در هاروارد هست.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
او سلولهای عصبی تولید کرد
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
با استفاده از این سلولهای بنیادی پرتوان القایی
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
از بیماران مبتلا به بیماری لوگریگ٬
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
اون سلولها رو به سلولهای عصبی تمایز داد و نکته جالب این بود
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
که اون سلولهای عصبی هم علایم همون بیماری رو از خودشون نشون دادن
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
با چنین مدلهایی ما می‌تونیم با بیماری‌ها مبارزه کنیم
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
خیلی سریعتر از قبل و بیماری رو بهتر از قبل
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
درک کنیم، و حتی شاید داروهارو سریعتر کشف کنیم.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
این مثال دیگه ای از سلولهای بنیادی مخصوص به یک بیمار هست
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
آنها توسط سلولهای بیماری مبتلا به تینیت پیگمانتوزا مهندسی شدند.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
در این بیماری شبکیه چشم به مرور تحلیل می ره.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
این بیماری به صورت موروثی در خانواده ما هست، ما امیدواریم
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
که این سلولها به ما کمک کنن معالجه ای برای این بیماری پیدا کنیم.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
بعضی مردم ممکنه فکر کنن این مدلها به نظر خوب می آیند
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
ولی باز می‌پرسند: آیا این مدلها به خوبی موش آزمایشگاهی هستن؟
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
به هر حال موشها یک ارگانسیم کامل هستند٬
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
متشکل از تعامل شبکه ایی عضوهای مختلف
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
داروی قلبی می تونه در کبد هضم بشه
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
ممکنه بعضی از محصولات جانبی داخل چربی ذخیره بشن.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
آیا با استفاده از این مدلهای مهندسی شده شما همه این احتمالات رو از نادیده نمی گیرید؟
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
بله، این هم روند جدیدی هست در این رشته
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
با تلفیق روشهای مهندسی بافت با میکرو سیالات٬
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
این رشته داره به اون جهت هم تکامل پیدا می کنه٬
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
یه مدل از تمام اکوسیستم بدن
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
شامل تمام اعضای متعدد بدن به طوریکه بشه تست کرد
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
چطوری یه داروی که برای فشار خون مصرف می کنید
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
می تونه رو کبدتون تاثیر بذاره یا داروی ضد افسردگی روی قلبتون.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
ساختن این چنین سیستمهایی بسیار سخته، ولی ما داریم بهش نزدیک می شیم
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
پس منتظر باشین.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
ولی این همه اش نیست، وقتی دارو -برای مصرف انسانها- تصویب شد
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
روشهای مهندسی بافت می تونه به توسعه درمانهای شخصی (فرد به فرد) کمک کنه
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
این یه مثاله که ممکنه برای شما هم یه روز مهم بشه
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
البته امیدوارم که نشه
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
تصور کنین یه روز اون تلفن زنگ می زنه
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
و شما خبر بد رو دریافت می کنین: ممکنه سرطان داشته باشین.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
آیا ترجیج نمیدین اول آزمایش کنین که اون داروهای سرطان
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
که قراره مصرف کنین، آیا روی سرطان شما جواب می ده؟
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
توی آزمایشگاه کارن برگ، آنها
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
از فناوری پرینت جوهری استفاده می کنن تا سلولهای سرطان سینه رو پرینت کنن
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
و پیشرفت و درمانشون رو مطالعه میکنن
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
بعضی از همکاران ما در (موسسه) تافتس چند مدل مانند این رو با هم ترکیب می کنن
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
با استخوان ساخته شده توسط مهندسی بافت تا ببینن چطور سرطان
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
می تونه از یه بخش بدن به بخش دیگه منتقل بشه
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
و می تونین تصور کنین که انواع این تراشه های چندین بافتی
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
می تونن نسل بعدی این نوع مطالعات باشن.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
اگه به مدلهایی که راجع بهشون صحبت کردیم فکر کنیم٬
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
می بینین که به زودی مهندسی بافت
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
مراحل ارزیابی و تصویب دارو رو متحول می کنه
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
در ابتدایی ترین گام از مسیر
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
مدل های (شبیه سازی شده) بیماری باعث می شن بشه فرمول بندی های بهتری از دارو ساخت٬
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
مدلهای بافتهای انسانی با انبوهی از نسخه های موازی می تونن تستهای آزمایشگاهی رو متحول کنن٬
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
تعداد تستهای حیوانی و تستهای کلینیکی روی انسانها رو کاهش بدن٬
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
و روشهای درمانی منحصر به فرد ارائه بدن
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
چیزی که می تونیم اون رو حتی یه بازار خاص در نظر بگیریم
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
در واقع ما سرعت دریافت پاسخ رو به شدت زیاد کردیم
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
بین تولید یه مولکول و فهمیدن اینکه
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
چطوری در بدن انسان عمل می کنه
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
اصولا روندی که استفاده کردیم
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
تبدیل بیوتکنولوژی و داروشناسی بوده به فن آوری اطلاعات
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
که کمک می کنه هم اکتشاف و هم ارزیابی دارو سریعتر
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
ارزونتر و موثرتر انجام بشه
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
این روش معنی جدیدی میده به مدلهای شبیه سازی شده در مقایسه با تستهای حیوانی، اینطور نیست؟
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
متشکرم. (تشویق تماشاگران)
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