TED2011
Nina Tandon: Caring for engineered tissue
ニーナ・タンドン「人工生体組織の育て方」
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生体組織工学研究者であり、TEDフェローでもあるニーナ・タンドンは、心臓や骨を人工的に培養しています。そのためには人工細胞培養のための新しい方法が必要でした。自然環境をまねて開発した、シンプルながら強力な技法です。
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
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Good morning everybody.
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みなさん おはようございます
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I work with really amazing,
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私が研究しているのは
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little, itty-bitty creatures called cells.
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驚くべきちっちゃな生き物—細胞です
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And let me tell you what it's like
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実験室での細胞育成について
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to grow these cells in the lab.
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話をさせて下さい
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I work in a lab where we take cells out of their native environment.
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自然環境から実験室に取り出された細胞は
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We plate them into dishes
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ペトリ皿という
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that we sometimes call petri dishes.
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お皿に塗布します
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And we feed them -- sterilely of course --
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そして細胞培養液という餌のようなものを与えます
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with what we call cell culture media -- which is like their food --
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もちろん無菌の状態で行います
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and we grow them in incubators.
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そして培養器の中で育てます
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Why do I do this?
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なぜそんなことをするのか？
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We observe the cells in a plate,
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お皿の中の細胞を観察しますが
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and they're just on the surface.
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表面にいるだけです
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But what we're really trying to do in my lab
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でも私が実験室で本当にやろうとしているのは
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is to engineer tissues out of them.
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生体組織を作り出すということです
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What does that even mean?
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それがどういう意味かというと
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Well it means growing an actual heart,
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たとえば本物の心臓を育てる
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let's say,
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あるいは
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or grow a piece of bone
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人体に移植できる
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that can be put into the body.
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骨を育てるということです
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Not only that, but they can also be used for disease models.
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これは疾患モデルとしても使えます
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And for this purpose, traditional cell culture techniques
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従来の細胞培養技術では
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just really aren't enough.
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できないことでした
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The cells are kind of homesick;
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細胞はホームシックになりやすく
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the dish doesn't feel like their home.
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お皿の上は故郷とは違っています
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And so we need to do better at copying their natural environment
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だから細胞が育っていけるよう
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to get them to thrive.
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自然環境を模倣する必要があります
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We call this the biomimetic paradigm --
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これを生体模倣法と呼んでいます
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copying nature in the lab.
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実験室で自然環境を再現するんです
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Let's take the example of the heart,
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心臓の例を見てみましょう
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the topic of a lot of my research.
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私の主たる研究領域です
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What makes the heart unique?
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心臓の特徴はなんでしょう？
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Well, the heart beats,
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鼓動するということですね
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rhythmically, tirelessly, faithfully.
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リズミカルに 休むことなく 忠実に鼓動します
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We copy this in the lab
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細胞培養環境に電極をつけ
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by outfitting cell culture systems with electrodes.
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心臓の環境を模倣しています
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These electrodes act like mini pacemakers
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この電極がペースメーカーとなって
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to get the cells to contract in the lab.
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実験室の中で細胞の収縮を引き起こします
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What else do we know about the heart?
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他にはどんな特徴があるでしょう？
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Well, heart cells are pretty greedy.
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心臓細胞はとても貪欲です
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Nature feeds the heart cells in your body
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心臓細胞は非常に手厚い
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with a very, very dense blood supply.
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血液の供給を受けています
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In the lab, we micro-pattern channels
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実験室では
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in the biomaterials
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微細な経路網を作り込んだ
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on which we grow the cells,
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生体材料の上で細胞を育てています
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and this allows us to flow the cell culture media, the cells' food,
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そうすることで 細胞の餌である細胞培養液を
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through the scaffolds where we're growing the cells --
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細胞の育つ土台に流すことができます
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a lot like what you might expect
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皆さんのイメージにある
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from a capillary bed in the heart.
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毛細血管床によく似ています
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So this brings me to lesson number one:
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ここで一つ目の教訓に行き着きます
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life can do a lot with very little.
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「生命は小さなもので大きなことができる」
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Let's take the example of electrical stimulation.
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電気刺激を例に
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Let's see how powerful just one of these essentials can be.
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生命の基本要素がいかに強力であるか見てみましょう
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On the left, we see a tiny piece of beating heart tissue
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左側は私がネズミの細胞から培養した
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that I engineered from rat cells in the lab.
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鼓動している心臓細胞の組織です
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It's about the size of a mini marshmallow.
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大きさはミニマシュマロくらい
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And after one week, it's beating.
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一週間しても鼓動は続いています
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You can see it in the upper left-hand corner.
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左上部分を見ると分かりますが
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But don't worry if you can't see it so well.
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よく見えなくても気にしないで下さい
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It's amazing that these cells beat at all.
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そもそも鼓動すること自体驚くべきことです
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But what's really amazing
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しかし本当に驚くべきなのは
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is that the cells, when we electrically stimulate them,
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これにペースメーカーのような
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like with a pacemaker,
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電気刺激を加えると
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that they beat so much more.
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鼓動がずっと強くなることです
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But that brings me to lesson number two:
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ここで第二の教訓です
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cells do all the work.
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「細胞があらゆる仕事をこなす」
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In a sense, tissue engineers have a bit of an identity crisis here,
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生体組織工学者はアイデンティティの危機を抱えています
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because structural engineers
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構造工学者は
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build bridges and big things,
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橋のような大きなものを作り
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computer engineers, computers,
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コンピュータ工学者はコンピュータを作りますが
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but what we are doing
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私たちがしているのは
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is actually building enabling technologies for the cells themselves.
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細胞が機能できるようにする技術を作ることだからです
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What does this mean for us?
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これにはどんな意味があるのでしょう？
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Let's do something really simple.
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簡単な例を考えてみましょう
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Let's remind ourselves
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細胞というのは
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that cells are not an abstract concept.
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抽象概念ではないことを思い出してください
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Let's remember that our cells sustain our lives
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細胞が実質的に
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in a very real way.
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私たちの命を支えているのです
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"We are what we eat," could easily be described
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「食は人なり」とよく言いますが
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as, "We are what our cells eat."
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実際には「細胞の食は人なり」なんです
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And in the case of the flora in our gut,
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そして腸内細菌叢に至っては
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these cells may not even be human.
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体の一部ですらありません
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But it's also worth noting
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私たちの生活体験は
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that cells also mediate our experience of life.
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細胞が仲介しているということも注目に値します
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Behind every sound, sight, touch, taste and smell
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すべての音 視覚 触覚 味 においの背後には
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is a corresponding set of cells
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対応する細胞があって
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that receive this information
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これらの情報を受け取って
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and interpret it for us.
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解釈しているのです
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It begs the question:
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考えてほしいことがあります
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shall we expand our sense of environmental stewardship
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私たちの環境への責務に
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to include the ecosystem of our own bodies?
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私たち自身の体のエコシステムも含めてはどうでしょうか？
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I invite you to talk about this with me further,
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皆さんの意見をお聞かせ下さい
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and in the meantime, I wish you luck.
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219000
3000
さしあたっては 幸運をお祈りしておきます
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May none of your non-cancer cells
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222000
2000
どうか 皆さんの癌以外の細胞が
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become endangered species.
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224000
2000
絶滅危惧種になりませぬように
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Thank you.
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226000
2000
ありがとうございました
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(Applause)
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228000
4000
(拍手)
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