TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atala e la crescita di nuovi organi
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Il laboratorio modernissimo di Anthony Atala cresce organi umani - da muscoli a vasi sanguigni a vesciche, e altro. A TEDMED ci mostra dei filmati dei suoi bioingegneri che lavorano con alcuni dei loro aggeggi fantascientifici, tra cui un bioreattore che sembra un forno (pre-riscaldare a 37 gradi) ed una macchina che "stampa" il tessuto umano.
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
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This is actually a painting
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Questo è un dipinto
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that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
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appeso alla Biblioteca Countway della Facoltà di Medicina di Harvard.
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And it shows the first time an organ was ever transplanted.
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E mostra la prima volta che è stato trapiantato un organo.
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In the front, you see, actually, Joe Murray
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In primo piano vedete Joe Murray
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getting the patient ready for the transplant,
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che sta preparando il paziente al trapianto
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while in the back room you see Hartwell Harrison,
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mentre sullo sfondo vedete Hartwell Harrison,
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the Chief of Urology at Harvard,
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Primario di Urologia a Harvard,
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actually harvesting the kidney.
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che sta prelevando il rene.
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The kidney was indeed the first organ
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Il rene è stato infatti il primo organo
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ever to be transplanted to the human.
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ad essere mai stato trapiantato a un essere umano.
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That was back in 1954,
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Questo succedeva nel 1954.
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55 years ago.
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55 anni fa
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Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
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dovevano affrontare un sacco delle stesse sfide
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as many decades ago.
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così tanti decenni fa.
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Certainly many advances, many lives saved.
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Di certo molti passi avanti, molte vite salvate.
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But we have a major shortage of organs.
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Ma abbiamo una crescente carenza di organi.
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In the last decade the number of patients
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Nell'ultimo decennio il numero di pazienti
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waiting for a transplant has doubled.
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che attendono un trapianto è duplicato.
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While, at the same time, the actual number of transplants
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Mentre, allo stesso tempo, l'effettivo numero di trapianti
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has remained almost entirely flat.
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è rimasto quasi completamente immutato.
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That really has to do with our aging population.
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Questo ha molto a che vedere con la nostra popolazione che invecchia.
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We're just getting older.
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Semplicemente, stiamo invecchiando.
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Medicine is doing a better job
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La medicina sta avendo più successo
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of keeping us alive.
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nel mantenerci vivi.
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But as we age, our organs tend to fail more.
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Ma, man mano che invecchiamo, i nostri organi tendono a soccombere di più.
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So, that's a challenge,
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Quindi, quella è una sfida
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not just for organs but also for tissues.
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non solo per gli organi ma anche per i tessuti.
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Trying to replace pancreas,
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Cercare di sostituire un pancreas,
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trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
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cercare di sostituire nervi che possano aiutarci con il Parkinson.
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These are major issues.
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Queste sono problematiche importanti.
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This is actually a very stunning statistic.
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Questa è effettivamente una statistica davvero impressionante.
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Every 30 seconds
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Ogni 30 secondi
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a patient dies from diseases
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un paziente muore per malattie
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that could be treated with tissue regeneration or replacement.
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che potrebbero essere trattate con la rigenerazione o la sostituzione dei tessuti.
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So, what can we do about it?
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Quindi, cosa possiamo farci?
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We've talked about stem cells tonight.
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Stasera abbiamo parlato di cellule staminali.
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That's a way to do it.
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Quello è un modo per farlo.
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But still ways to go to get stem cells into patients,
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Ma ancora abbiamo molta strada da fare per portare le cellule staminali dentro ai pazienti,
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in terms of actual therapies for organs.
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in termini di effettive terapie per organi.
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Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
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Non sarebbe fantastico se i nostri corpi potessero rigenerarsi?
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Wouldn't it be great if we could actually harness the power
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Non sarebbe fantastico se potessimo effettivamente controllare il potere
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of our bodies, to actually heal ourselves?
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dei nostri corpi, per poter davvero guarire noi stessi?
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It's not really that foreign of a concept, actually;
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Non è un concetto così alieno, a dir la verità:
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it happens on the Earth every day.
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succede sulla Terra tutti i giorni.
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This is actually a picture of a salamander.
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Questa è un'immagine di una salamandra.
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Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
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Le salamandre hanno questa sorprendente capacità di rigenerarsi.
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You see here a little video.
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Qui vedete un breve video.
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This is actually a limb injury in this salamander.
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Questo è l'arto ferito di questa salamandra.
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And this is actually real photography,
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Questa è vera fotografia,
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timed photography, showing how that limb regenerates
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una fotografia temporizzata, che mostra come si rigenera l'arto
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in a period of days.
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in un periodo di giorni.
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You see the scar form.
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Vedete la cicatrice che si forma.
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And that scar actually grows out
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E da quella cicatrice poi cresce
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a new limb.
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un nuovo arto.
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So, salamanders can do it.
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Quindi, le salamandre possono farlo.
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Why can't we? Why can't humans regenerate?
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Perché noi no? Perché noi umani non possiamo rigenerarci?
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Actually, we can regenerate.
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A dir il vero, noi possiamo rigenerarci.
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Your body has many organs
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Il vostro corpo ha molti organi
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and every single organ in your body
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ed ogni singolo organo nel vostro corpo
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has a cell population
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ha una popolazione di cellule
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that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
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che è pronta a imporsi al momento della ferita. Succede tutti i giorni.
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As you age, as you get older.
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Mentre crescete, mentre invecchiate.
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Your bones regenerate every 10 years.
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Le vostre ossa si rigenerano ogni 10 anni.
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Your skin regenerates every two weeks.
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La vostra pelle si rigenera ogni due settimane.
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So, your body is constantly regenerating.
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Quindi, il vostro corpo si rigenera continuamente.
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The challenge occurs when there is an injury.
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La sfida si presenta quando c'è una ferita.
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At the time of injury or disease,
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Al momento della ferita o della malattia,
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the body's first reaction
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la prima reazione del corpo
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is to seal itself off from the rest of the body.
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è di chiudersi al resto del corpo.
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It basically wants to fight off infection,
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In pratica vuole combattere l'infezione,
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and seal itself, whether it's organs inside your body,
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e richiudersi, sia che siano organi dentro il vostro corpo,
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or your skin, the first reaction
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o la vostra pelle, la prima reazione
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is for scar tissue to move in,
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206000
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è che si faccia avanti il tessuto cicatrizzante,
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to seal itself off from the outside.
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208000
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per sigillarsi dall'esterno.
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So, how can we harness that power?
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Quindi, come possiamo controllare quel potere?
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One of the ways that we do that
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Uno dei modi in cui lo facciamo
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is actually by using smart biomaterials.
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216000
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è utilizzando biomateriali intelligenti.
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How does this work? Well, on the left side here
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Come funziona? Beh, sulla sinistra qui
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you see a urethra which was injured.
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vedete un'uretra che è stata ferita.
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This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
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Questo è il canale che connette la vescica all'esterno del corpo.
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And you see that it is injured.
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230000
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E come potete vedere è ferita.
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We basically found out that you can use these smart biomaterials
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Abbiamo scoperto che si possono usare questi biomateriali intelligenti
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that you can actually use as a bridge.
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236000
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che si possono utilizzare come un ponte.
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If you build that bridge, and you close off
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239000
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Se costruite quel ponte, e lo chiudete
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from the outside environment,
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242000
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dall'ambiente esterno,
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then you can create that bridge, and cells
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244000
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allora potete creare quel ponte, e le cellule
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that regenerate in your body,
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247000
2000
che si rigenerano nel vostro corpo,
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can then cross that bridge, and take that path.
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249000
4000
possono a quel punto attraversare quel ponte, e prendere quella strada.
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That's exactly what you see here.
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Questo è esattamente quel che vedete qua.
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It's actually a smart biomaterial
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È un biomateriale intelligente
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that we used, to actually treat this patient.
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257000
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che abbiamo utilizzato per trattare questo paziente.
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This was an injured urethra on the left side.
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Questa era un'uretra ferita sul lato sinistro.
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We used that biomaterial in the middle.
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Abbiamo utilizzato quel biomateriale nel mezzo.
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And then, six months later on the right-hand side
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E poi, sei mesi dopo, sulla destra
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you see this reengineered urethra.
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267000
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vedete l'uretra reingegnerizzata.
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Turns out your body can regenerate,
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Si scopre che il vostro corpo si può rigenerare,
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but only for small distances.
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271000
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ma solo per piccole distanze.
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The maximum efficient distance for regeneration
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La distanza massima utile per la rigenerazione
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is only about one centimeter.
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è solo di circa un centimetro.
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So, we can use these smart biomaterials
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Quindi, possiamo usare questi biomateriali intelligenti
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but only for about one centimeter
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ma solo per circa un centimetro
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to bridge those gaps.
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2000
per chiudere quelle aperture.
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So, we do regenerate, but for limited distances.
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287000
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Quindi, ci rigeneriamo, ma solo per distanze limitate.
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What do we do now,
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2000
Che cosa facciamo ora,
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if you have injury for larger organs?
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se abbiamo ferite per organi più grandi?
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What do we do when we have injuries
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Che cosa facciamo quando abbiamo ferite
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for structures which are much larger
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in strutture che sono molto più grandi
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than one centimeter?
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di un centimetro?
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Then we can start to use cells.
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Allora possiamo iniziare ad usare le cellule.
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The strategy here, is if a patient comes in to us
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304000
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La strategia qui, è che se un paziente viene da noi
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with a diseased or injured organ,
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307000
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con un organo malato o ferito,
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you can take a very small piece of tissue from that organ,
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309000
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possiamo prendere un pezzo di tessuto molto piccolo da quell'organo,
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less than half the size of a postage stamp,
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312000
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meno della metà di un francobollo,
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you can then tease that tissue apart,
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315000
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possiamo poi espandere e analizzare quel tessuto,
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and look at its basic components,
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318000
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e guardare le sue componenti più basilari,
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the patient's own cells,
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320000
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le cellule del paziente stesso,
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you take those cells out,
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322000
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prendere quelle cellule,
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grow and expand those cells outside the body in large quantities,
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324000
4000
crescere ed espandere quelle cellule fuori dal corpo in grandi quantità,
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and then we then use scaffold materials.
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328000
3000
e poi possiamo usare materiali da impalcatura.
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To the naked eye they look like a piece of your blouse,
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331000
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A occhio nudo assomigliano a un pezzo della vostra camicetta,
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or your shirt, but actually
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334000
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o la vostra camicia, ma in realtà
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these materials are fairly complex
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336000
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questi materiali sono abbastanza complessi
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and they are designed to degrade once inside the body.
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339000
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e sono progettati per degradare una volta dentro il corpo.
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It disintegrates a few months later.
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342000
2000
Si disintegra dopo qualche mese.
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It's acting only as a cell delivery vehicle.
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344000
3000
Funziona solo come un veicolo di consegna di cellule.
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It's bringing the cells into the body. It's allowing
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347000
2000
Porta le cellule nel corpo. Sta permettendo
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the cells to regenerate new tissue,
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349000
2000
alle cellule di rigenerare nuovo tessuto,
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and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
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351000
4000
e una volta che il tessuto si è rigenerato l'impalcatura se ne va.
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And that's what we did for this piece of muscle.
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355000
3000
E questo è quel che abbiamo fatto per questo pezzo di muscolo.
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This is actually showing a piece of muscle and how we go through
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358000
2000
Questo ci mostra un pezzo di muscolo e come attraversiamo
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the structures to actually engineer the muscle.
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360000
3000
le strutture per costruire il muscolo
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We take the cells, we expand them,
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363000
2000
Prendiamo le cellule, le espandiamo,
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we place the cells on the scaffold,
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365000
2000
mettiamo le cellule sull'impalcatura,
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and we then place the scaffold back into the patient.
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367000
3000
e poi rimettiamo l'impalcatura nel paziente.
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But actually, before placing the scaffold into the patient,
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370000
3000
Ma, prima di rimettere l'impalcatura nel paziente,
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we actually exercise it.
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373000
3000
gli facciamo fare esercizio.
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We want to make sure that we condition
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376000
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Vogliamo assicurarci di condizionare
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this muscle, so that it knows what to do
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378000
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questo muscolo, perché sappia cosa fare
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once we put it into the patient.
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380000
2000
una volta dentro il paziente.
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That's what you're seeing here. You're seeing
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382000
2000
Questo è quel che state vedendo ora. State vedendo
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this muscle bio-reactor
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384000
2000
questo bio-reattore muscolare
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actually exercising the muscle back and forth.
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386000
4000
che fa fare esercizio avanti e indietro al muscolo.
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Okay. These are flat structures that we see here,
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390000
4000
Okay. Queste che vediamo qua sono strutture piatte,
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the muscle.
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394000
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il muscolo.
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What about other structures?
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396000
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E per quanto riguarda le altre strutture?
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This is actually an engineered blood vessel.
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398000
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Questo è un vaso sanguigno ingegnerizzato.
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Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
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401000
3000
Molto simile a quello che abbiamo appena fatto, ma un po' più complesso.
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Here we take a scaffold,
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404000
2000
Qui prendiamo un'impalcatura,
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and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
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406000
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e in pratica - l'impalcatura può essere come un pezzo di carta qui.
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And we can then tubularize this scaffold.
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Possiamo quindi "tubularizzare" questa impalcatura.
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And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
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Per fare un buon vaso sanguigno seguiamo la stessa strategia.
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A blood vessel is made up of two different cell types.
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Un vaso sanguigno è composto da due diversi tipi di cellule.
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We take muscle cells, we paste,
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Prendiamo cellule muscolari, incolliamo
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
o ricopriamo l'esterno con queste cellule muscolari,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
un po' come cuocere una torta a strati, se vogliamo.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Si mettono le cellule muscolari all'esterno.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Mettete le cellule che rivestono il vaso sanguigno vascolare all'interno.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Ora avete la vostra impalcatura piena di semi.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Ora piazzerete questa in un dispositivo che è come un forno.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Ha le stesse condizioni del corpo umano,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 gradi centigradi,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95 percento ossigeno.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Poi lo si esercita, come avete visto in quel video.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
Sulla destra potete vedere un'arteria carotidea che è stata ingegnerizzata.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Questa è l'arteria che va dal collo al cervello.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
E questi sono dei raggi-x che mostrano
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
il vaso sanguigno artificiale, in funzione.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Le strutture più complesse
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
come i vasi sanguigni e le uretre, che vi ho mostrato,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
sono sicuramente più complesse
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
perché si stanno introducendo due diversi tipi di cellule.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Ma stanno in realtà agendo più come condotti.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
State permettendo a del fluido o dell'aria di passare
08:11
at steady states.
173
476000
2000
a flussi costanti.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Non sono assolutamente complessi quanto gli organi cavi.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Gli organi cavi hanno un grado di complessità molto superiore,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
in quanto si richiede a questi organi di funzionare su richiesta.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Quindi, la vescica è un organo di questo genere.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
La stessa strategia, prendiamo un pezzo molto piccolo della vescica,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
meno della metà di un francobollo.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Poi con attenzione apriamo il tessuto
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
e lo separiamo nei suoi componenti cellulari individuali,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
i muscoli e queste cellule specializzate di vescica.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Facciamo crescere le cellule fuori dal corpo in grandi quantità.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Ci vogliono circa quattro settimane per far crescere queste cellule dall'organo.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Poi prendiamo un'impalcatura a cui diamo la forma di una vescica.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Rivestiamo l'interno con queste cellule di rivestimento di vescica.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Copriamo l'esterno con queste cellule muscolari.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Lo rimettiamo all'interno di questo dispositivo-forno.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
Dal momento che prendi quel pezzo di tessuto, da sei a otto settimane dopo
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
puoi rimettere l'organo direttamente dentro il paziente.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Questo ci mostra l'impalcatura.
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
Il materiale viene rivestito con le cellule.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Quando abbiamo fatto la prima prova clinica per questi pazienti
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
abbiamo creato l'impalcatura specificamente per ogni paziente.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Abbiamo portato dentro dei pazienti,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
da sei a otto settimane prima della loro prevista operazione, abbiamo fatto i raggi-x,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
e poi abbiamo composto un'impalcatura specificamente per la misura di quel paziente
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
e della cavità pelvica.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Per la seconda fase delle prove
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
avevamo differenti misure, piccole, medie, grandi ed extra-grandi.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Risate)
09:32
It's true.
202
557000
2000
È vero.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
E sono sicuro che tutti qui volevano un extra-grande, vero?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Risate)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Ecco, quindi le vesciche sono sicuramente un po' più complesse
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
rispetto alle altre strutture.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Ma ci sono altri organi cavi che hanno complessità aggiuntiva.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Questa è una valvola cardiaca, che noi abbiamo ingegnerizzato.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
E questa valvola cardiaca si costruisce con la stessa strategia.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Prendiamo l'impalcatura, la seminiamo di cellule,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
e ora potete vedere qui, i lembi delle valvole che si aprono e si chiudono.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Le facciamo esercitare prima di impiantarle.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
La stessa strategia.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
E poi i più complessi di tutti sono gli organi solidi.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
Per gli organi solidi, la cosa è più complessa
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
perché si usano molte più cellule per centimetro.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Questo è un semplice organo solido, un orecchio.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Lo stanno disseminando con cartilagine.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Quello è il dispositivo-forno;
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
Una volta ricoperto viene messo li.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
Poi, qualche settimana dopo, possiamo levare l'impalcatura della cartilagine.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Queste sono dita che stiamo costruendo.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Questi vengono fatti a strati, uno strato alla volta,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
prima l'osso, riempiamo gli spazi con cartilagine.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Poi iniziamo ad aggiungerci sopra il muscolo.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
E iniziamo a costruire a strati queste strutture solide.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Di nuovo, organi un po' più complessi.
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
Ma di gran lunga, gli organi solidi più complessi
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
sono quelli vascolarizzati, molto vascolarizzati,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
una grande concentrazione di vasi sanguigni,
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
organi come il cuore,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
il fegato, i reni.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Questo è un esempio -- diverse strategie
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
per costruire organi solidi.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Questa è una delle strategie. Utilizziamo una stampante.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
E invece di utilizzare dell'inchiostro, usiamo -- avete appena visto una cartuccia di inchiostro --
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
usiamo cellule.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Questa è una classica stampante da tavolo.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Sta stampando questo cuore a due camere,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
uno strato alla volta.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Vedete il cuore che esce qui. ci vogliono circa 40 minuti per stamparlo,
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
e da sei a otto ore dopo
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
vedete le cellule del muscolo che si contraggono.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Applauso)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Questa tecnologia è stata sviluppata da Tao Ju, che lavorava al nostro istituto.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
Essa è ancora, naturalmente, sperimentale,
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
non in uso su pazienti.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
Un'altra strategia che abbiamo seguito
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
è quella di utilizzare organi decellularizzati.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Prendiamo organi donati,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
organi che vengono scartati,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
e poi usiamo detergenti molto delicati
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
per levare tutti gli elementi cellulari da questi organi.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Quindi, ad esempio, nel pannello di sinistra,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
pannello superiore, vedete un fegato.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Prendiamo il fegato donato,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
utilizziamo dei detergenti molto delicati,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
e, usando questi detergenti molto delicati, rimuoviamo tutte le cellule
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
dal fegato.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Due settimane dopo, possiamo sollevare questo organo,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
al tocco è come un fegato,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
possiamo tenerlo come un fegato,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
assomiglia a un fegato, ma non ha cellule.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Tutto quello che ci rimane
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
è lo scheletro, se vogliamo, del fegato,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
tutto fatto di collagene,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
un materiale che è nei nostri corpi, che non provoca rigetto.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Possiamo usarlo da un paziente all'altro.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Prendiamo poi questa struttura vascolare
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
e possiamo provare che tratteniamo la riserva di vasi sanguigni.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Vedete, quella è una fluoroscopia.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Stiamo iniettando contrasto nell'organo.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Ora potete vederlo iniziare. Stiamo iniettando il contrasto nell'organo
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
in questo fegato decellularizzato.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
E potete vedere che l'albero vascolarizzato è rimasto intatto.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Quando prendiamo le cellule, le cellule vascolari,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
cellule dei vasi sanguigni, permeiamo l'albero vascolare
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
con le cellule del paziente.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Permeiamo l'esterno del fegato
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
con le cellule del fegato del paziente.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
E possiamo poi creare fegati funzionali.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
E questo è ciò che state vedendo.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Questo è ancora sperimentale. Ma siamo in grado di riprodurre la funzionalità
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
della struttura del fegato, sperimentalmente.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
Per il fegato,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
come vi dicevo del primo dipinto che vi ho mostrato,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
la prima diapositiva che vi ho mostrato,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
il 90 percento dei pazienti in lista di attesa dei trapianti
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
sta aspettando un rene, il 90 percento.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Quindi, un'altra strategia che stiamo seguendo
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
è quella di creare come delle sfoglie
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
che mettiamo una sopra l'altra, a fisarmonica, se vogliamo.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Quindi, mettiamo queste sfoglie una sopra l'altra, usando le cellule del rene.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
E poi qui vedete questi reni in miniatura che abbiamo ingegnerizzato.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Stanno effettivamente creando urina.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Di nuovo, piccole strutture, la nostra sfida sta nel farle più grandi,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
e questa è una cosa sulla quale stiamo lavorando
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
proprio ora presso l'Istituto.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Una delle cose che volevo quindi riassumere per voi
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
è una strategia che stiamo contemplando nella medicina rigenerativa.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Se possibile
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
vorremmo davvero utilizzare biomateriali intelligenti
13:59
that we can just take off the shelf
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824000
2000
che possiamo semplicemente avere a disposizione in qualsiasi momento
14:01
and regenerate your organs.
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826000
2000
per rigenerare i vostri organi.
14:03
We are limited with distances right now,
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828000
2000
Siamo limitati dalle distanze in questo momento,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
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830000
4000
ma il nostro scopo è quello di incrementare quelle distanze col tempo.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
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834000
2000
Se non possiamo usare biomateriali,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
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836000
2000
allora preferiremmo utilizzare le vostre stesse cellule.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Perché? Perché non verranno rigettate.
14:15
We can take cells from you,
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840000
2000
Possiamo prendere cellule da voi,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
creare la struttura, rimetterla in voi, e non verrebbe rigettata.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
E se possibile, preferiremmo utilizzare le cellule dal vostro organo specifico.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
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849000
3000
Se vi presentate con una trachea malata
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
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852000
2000
ci piacerebbe prendere le cellule dalla vostra trachea.
14:29
If you present with a diseased pancreas
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854000
3000
Se vi presentate con un pancreas malato
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
ci piacerebbe prendere le cellule da quell'organo.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Perché? Perché preferiremmo prendere quelle cellule
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which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
che già sanno che quelle sono i tipi di cellula che volete.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
Una cellula di trachea sa già di essere una cellula di trachea.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Non abbiamo bisogno di insegnarle a diventare un altro tipo di cellula.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
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871000
2000
Quindi, preferiamo cellule specifiche di un organo.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
E oggi possiamo ottenere cellule da quasi tutti gli organi del vostro corpo,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
eccetto alcuni per i quali abbiamo ancora bisogno di cellule staminali,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
come il cuore, il fegato, i nervi e il pancreas.
14:58
And for those we still need stem cells.
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883000
3000
E per quelli abbiamo ancora bisogno di cellule staminali.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
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886000
3000
Se non possiamo usare le cellule staminali dal vostro corpo
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
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889000
3000
allora ci piacerebbe usare cellule staminali donate.
15:07
And we prefer cells that will not reject
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892000
2000
E preferiamo cellule che non verranno rigettate
15:09
and will not form tumors.
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894000
2000
e che non formeranno tumori.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
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896000
2000
E stiamo lavorando molto con le cellule staminali
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
su cui abbiamo pubblicato due anni fa,
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stem cells from the amniotic fluid,
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900000
2000
cellule staminali dal fluido amniotico,
15:17
and the placenta, which have those properties.
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902000
4000
e dalla placenta, che hanno queste proprietà.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Quindi, a questo punto, voglio parlarvi di
15:24
some of the major challenges we have.
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909000
4000
alcune delle maggiori sfide che dobbiamo affrontare.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Sapete, vi ho appena mostrato questa presentazione, tutto sembra andare così bene,
15:30
everything works. Actually no,
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915000
2000
tutto funziona. In realtà no,
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these technologies really are not that easy.
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917000
2000
queste tecnologie in realtà non sono così semplici.
15:34
Some of the work you saw today
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919000
2000
Parte del lavoro che avete visto oggi
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was performed by over 700 researchers
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921000
3000
è stato compiuto da oltre 700 ricercatori
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at our institute across a 20-year time span.
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924000
3000
al nostro istituto in un arco di tempo di 20 anni.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Quindi, queste sono tecnologie molto difficili.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Una volta che hai la formula giusta puoi replicarla.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Ma ci vuole molto per raggiungerla.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
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934000
2000
Quindi, mi piace sempre mostrare questo fumetto.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
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936000
2000
Ecco come fermare una diligenza in fuga.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
E qui vedete il guidatore della diligenza,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
e lui va, nel pannello superiore,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
Va da A, a B, a C, a D, a E, a F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Finalmente ferma la diligenza in fuga.
16:01
And those are usually the basic scientists,
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946000
3000
E quelli sono normalmente gli scienziati di base.
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
Quelli sotto sono di solito i chirurghi.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Risate)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Io sono un chirurgo, non è così divertente.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Risate)
16:13
But actually method A is the correct approach.
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958000
4000
Ma in realtà il metodo A è l'approccio corretto.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
E quello che voglio dire è che ogni volta che abbiamo lanciato una di queste tecnologie
16:20
to the clinic,
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965000
2000
alla clinica,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
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967000
3000
ci siamo assicurati di aver fatto tutto il possibile
16:25
in the laboratory before we ever
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970000
2000
nel laboratorio prima di
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
lanciare queste tecnologie sui pazienti.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
E quando lanciamo queste tecnologie sui pazienti
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
vogliamo assicurarci di porci una domanda molto difficile.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Sei pronto a inserire questo nel tuo amato? In tuo figlio?
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
Un membro della tua famiglia? Poi procediamo.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Perché, chiaramente, il nostro fine principale,
16:44
is first, to do no harm.
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989000
3000
è, prima di tutto, non causare danno.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Vi mostrerò ora, un filmato molto breve.
16:49
It's a five second clip of a patient
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994000
3000
È un filmato di cinque secondi di una paziente
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
che ha ricevuto uno degli organi ingegnerizzati.
16:54
We started implanting some of these structures
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999000
2000
Abbiamo iniziato ad impiantare alcune di queste strutture
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
più di 14 anni fa.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
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1003000
2000
Quindi, abbiamo pazienti che girano con organi,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
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1005000
4000
organi ingegnerizzati, da oltre 10 anni, anche.
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I'm going to show a clip of one young lady.
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1009000
2000
Vi mostrerò un filmato di una giovane signorina.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
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1011000
3000
Aveva un difetto di spina bifida, un'anormalità del midollo spinale.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
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1014000
3000
Non aveva una vescica normale. Questo è un segmento dalla CNN.
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We are just taking five seconds.
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1017000
2000
Ci mettiamo solo 5 secondi.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
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1019000
5000
Questo è un segmento prodotto da Sanjay Gupta.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
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1024000
2000
Video: Kaitlyn M: Sono felice. Avevo sempre paura
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that I was going to have like, an accident or something.
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1026000
3000
che avrei avuto un incidente, o qualcosa del genere.
17:24
And now I can just go and
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1029000
3000
E ora posso semplicemente andare e
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go out with my friends,
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1032000
2000
uscire con i miei amici,
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go do whatever I want.
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1034000
2000
andare a fare qualsiasi cosa io voglia.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
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1037000
3000
Anthony Atala: Vedete, alla fine, la promessa della medicina rigenerativa
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is a single promise.
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1040000
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è una sola promessa.
17:37
And that is really very simple,
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1042000
3000
Ed è davvero molto semplice,
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
far stare meglio i nostri pazienti.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Grazie dell'attenzione.
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(Applause)
390
1049000
2000
(Applausi)
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