ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.

Why you should listen

Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers

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Nina Tandon | Speaker | TED.com
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Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

ニナ・タンダン: 再生医学でオーダーメイド医療が実現する?

Filmed:
1,204,216 views

我々の体はそれぞれ完全に唯一無二です。それは素晴らしいことなのですが、病気を治療するとなると話は別です。体は標準的な治療に対してそれぞれ違った、しばしば予想外の反応を示します。再生医学者ニナ・タンダンは解決案について話します。多能性幹細胞(iPS細胞)を用いて各個人の体内器官のモデルをチップ上に構築し、新薬や治療法の実験を行うのです(究極のオーダーメイド医療とでも呼びましょう)
- Tissue engineering researcher
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ショー you a videoビデオ of some of the modelsモデル
0
843
2045
私が仕事で携わるモデル達の
00:18
I work with.
1
2888
1589
ビデオをお見せしたいと思います
00:20
They're all the perfect完璧な sizeサイズ, and they don't have an ounceオンス of fat脂肪.
2
4477
3538
理想的なサイズで
脂肪なんて全くついていません
00:23
Did I mention言及 they're gorgeousゴージャスな?
3
8015
2538
とても美しいでしょう?
00:26
And they're scientific科学的 modelsモデル? (Laughs笑う)
4
10553
3130
科学実験のモデルなんですが(笑)
00:29
As you mightかもしれない have guessed推測された, I'm a tissue組織 engineerエンジニア,
5
13683
2343
ご想像の通り 私は再生医学者で
00:31
and this is a videoビデオ of some of the beating打つ heartハート
6
16026
2449
これは私が研究室で作った
00:34
that I've engineered設計された in the lab研究室.
7
18475
2216
拍動する心臓のビデオです
00:36
And one day we hope希望 that these tissues組織
8
20691
1882
いつの日かこれらの組織が
00:38
can serveサーブ as replacement置換 parts部品 for the human人間 body.
9
22573
2944
人体の代替パーツとなるよう
期待されています
00:41
But what I'm going to tell you about today今日
10
25517
2280
しかし今日お話しするのは
00:43
is how these tissues組織 make awesome驚くばかり modelsモデル.
11
27797
4447
これらの組織の
研究モデルとしての有用性です
00:48
Well, let's think about the drugドラッグ screeningスクリーニング processプロセス for a moment瞬間.
12
32244
2727
創薬過程についてちょっと考えてみましょう
00:50
You go from drugドラッグ formulation処方, lab研究室 testingテスト, animal動物 testingテスト,
13
34971
2978
薬を合成するところから始めて
ラボでの実験 動物実験を経て
00:53
and then clinical臨床的 trials試行, whichどの you mightかもしれない call human人間 testingテスト,
14
37949
2503
人体実験ともいわれる
治験を行い
00:56
before the drugs薬物 get to market市場.
15
40452
2265
その後 ようやく薬が市場へ出回ります
00:58
It costsコスト a lot of moneyお金, a lot of time,
16
42717
3143
金銭的にも時間的にも
大きなコストがかかります
01:01
and sometimes時々, even when a drugドラッグ hitsヒット the market市場,
17
45860
2810
薬が市場に出回ったとしても 時には
01:04
it acts行為 in an unpredictable予測不可能な way and actually実際に hurts痛い people.
18
48670
3935
予想外の副作用を引き起こし
人々に害を与えることもあります
01:08
And the later後で it fails失敗する, the worse悪化する the consequences結果.
19
52605
4087
副作用に気付くのが遅くなるほど
被害は大きくなります
01:12
It all boils沸騰する down to two issues問題. One, humans人間 are not ratsラット,
20
56692
4184
全ては2つの問題点に集約されます
1つ目はヒトとラットとの違い
01:16
and two, despite何と our incredible信じられない similarities類似点 to one another別の,
21
60876
4088
そして2つ目は
ほぼ同じ ヒト同士でも
01:20
actually実際に those tiny小さな differences相違 betweenの間に you and I
22
64964
2441
僅かな個体差が
01:23
have huge巨大 impacts影響 with how we metabolize代謝する drugs薬物
23
67405
2509
薬の代謝や作用に
01:25
and how those drugs薬物 affect影響を与える us.
24
69914
1869
大きく影響するということです
01:27
So what if we had better modelsモデル in the lab研究室
25
71783
2832
もし ラットよりもヒトに近い上
01:30
that could not only mimic模倣する us better than ratsラット
26
74615
3270
ヒトの多様性も再現できるような
01:33
but alsoまた、 reflect反映する our diversity多様性?
27
77885
3920
優れたモデルが研究に使えたらどうでしょう?
01:37
Let's see how we can do it with tissue組織 engineeringエンジニアリング.
28
81805
3927
再生医学がそれを可能にすることを
ご覧に入れましょう
01:41
One of the keyキー technologiesテクノロジー that's really important重要
29
85732
2529
ここでキーとなる重要な技術の1つに
01:44
is what's calledと呼ばれる induced誘導された pluripotent多能性 stem cells細胞.
30
88261
3192
人工多能性幹細胞と呼ばれるものがあります
01:47
They were developed発展した in Japan日本 prettyかなり recently最近.
31
91453
2518
ごく最近 日本で開発されました
01:49
Okay, induced誘導された pluripotent多能性 stem cells細胞.
32
93971
2447
iPS細胞は
01:52
They're a lot like embryonic胚性の stem cells細胞
33
96418
2113
ES細胞にとてもよく似ていますが
01:54
exceptを除いて withoutなし the controversy論争.
34
98531
2217
倫理的に問題無い点が異なります
01:56
We induce誘導する cells細胞, okay, say, skin cells細胞,
35
100748
2899
人工的に誘導して作る細胞です
例えば皮膚細胞に
01:59
by adding追加する a few少数 genes遺伝子 to them, culturing培養する them,
36
103647
2507
数種の遺伝子を導入し
培養して作るわけです
02:02
and then harvesting収穫 them.
37
106154
1621
数種の遺伝子を導入し
培養して作るわけです
02:03
So they're skin cells細胞 that can be trickedだまされた,
38
107775
2707
iPS細胞は言ってみれば
皮膚細胞に細工をして
02:06
kind種類 of like cellular携帯電話 amnesia健忘症, into an embryonic胚性の state状態.
39
110482
2784
細胞の記憶喪失のように
胚状態にしたものなのです
02:09
So withoutなし the controversy論争, that's coolクール thing number one.
40
113266
2712
そのため倫理的に問題ないのが
1つ目の長所です
02:11
Coolクール thing number two, you can grow成長する any typeタイプ of tissue組織
41
115978
2549
2つ目の長所は 自分の細胞を使って
02:14
out of them: brain, heartハート, liver, you get the picture画像,
42
118527
2555
脳 心臓 肝臓など どんな組織でも
02:16
but out of your cells細胞.
43
121082
2523
つくることができる点です
02:19
So we can make a modelモデル of your heartハート, your brain
44
123605
3565
自分の心臓でも脳でも
チップ上でモデルを
02:23
on a chipチップ.
45
127170
2632
つくることができるのです
02:25
Generating生成 tissues組織 of predictable予測可能な density密度 and behavior動作
46
129802
2856
密度や挙動が予想可能な
組織生成の技術が
02:28
is the second二番 pieceピース, and will be really keyキー towards方向
47
132658
2832
モデルを創薬に応用するための
02:31
getting取得 these modelsモデル to be adopted採用 for drugドラッグ discovery発見.
48
135490
2672
もう一つの 欠かせない鍵となります
02:34
And this is a schematic回路図 of a bioreactorバイオリアクター we're developing現像 in our lab研究室
49
138162
3112
これは我々が開発中の
バイオリアクターの設計図で
02:37
to help engineerエンジニア tissues組織 in a more modularモジュラー, scalableスケーラブルな way.
50
141274
3448
様々な規模で モジュール的に
組織を作れるようにするものです
02:40
Going forward前進, imagine想像する a massively大規模 parallel平行 versionバージョン of this
51
144722
3399
将来的にはこれを大規模に並列化し
02:44
with thousands of pieces作品 of human人間 tissue組織.
52
148121
2337
人間の組織が同時に何千と作れれば
02:46
It would be like having持つ a clinical臨床的 trial試行 on a chipチップ.
53
150458
4048
チップ上で治験を行うようなものになるでしょう
02:50
But another別の thing about these induced誘導された pluripotent多能性 stem cells細胞
54
154506
3795
更にiPS細胞ではこんなことも可能です
02:54
is that if we take some skin cells細胞, let's say,
55
158301
2549
例えば皮膚細胞を
02:56
from people with a genetic遺伝的な disease疾患
56
160850
2176
遺伝性疾患をもつ人から採取し
02:58
and we engineerエンジニア tissues組織 out of them,
57
163026
2256
それを元に組織を作れば
03:01
we can actually実際に use tissue-engineering組織工学 techniques技術
58
165282
1968
再生医学の技術を用いて
03:03
to generate生成する modelsモデル of those diseases病気 in the lab研究室.
59
167250
3401
ラボ内で病気のモデルを
生成することができます
03:06
Here'sここにいる an example from Kevinケビン Eggan'sエガン lab研究室 at Harvardハーバード.
60
170651
3584
ハーバード大の
ケビン・エガン研究室での例ですが
03:10
He generated生成された neuronsニューロン
61
174235
2290
筋萎縮性側索硬化症 (ALS) の患者から
03:12
from these induced誘導された pluripotent多能性 stem cells細胞
62
176525
2715
iPS細胞をつくり
03:15
from patients患者 who have Louルー Gehrig'sゲーリッグズ Disease疾患,
63
179240
2629
ニューロンを生成しました
03:17
and he differentiated差別化された them into neuronsニューロン, and what's amazing素晴らしい
64
181869
2443
iPS細胞をニューロンに分化させてみると
03:20
is that these neuronsニューロン alsoまた、 showショー symptoms症状 of the disease疾患.
65
184312
3152
驚いた事に このニューロンも
ALSの症状を発症したのです
03:23
So with disease疾患 modelsモデル like these, we can fight戦い back
66
187464
2099
このような疾患モデルを用いれば
03:25
fasterもっと早く than ever before and understandわかる the disease疾患 better
67
189563
2582
かつてない速さで病気を食い止め
03:28
than ever before, and maybe discover発見する drugs薬物 even fasterもっと早く.
68
192145
3963
より深く病気を理解することができ
薬もずっと簡単に見つかるでしょう
03:32
This is another別の example of patient-specific患者固有の stem cells細胞
69
196108
3380
これは患者固有の幹細胞を使った
別の例で
03:35
that were engineered設計された from someone誰か with retinitis網膜炎 pigmentosa色素変性.
70
199488
4009
網膜色素変性の患者からつくられたものです
03:39
This is a degeneration変性 of the retina網膜.
71
203497
1754
これは網膜が衰える病気で
03:41
It's a disease疾患 that runs走る in my family家族, and we really hope希望
72
205251
2757
私の家系にもこの病気が遺伝しているので
03:43
that cells細胞 like these will help us find a cure治す.
73
208008
2224
iPS細胞による治療法の発見を願っています
03:46
So some people think that these modelsモデル sound well and good,
74
210232
2808
これらのモデルは一見良さそうですが
03:48
but ask尋ねる, "Well, are these really as good as the ratラット?"
75
213040
3441
ラット同等の有用性があるのか
疑問に思う人もいるかもしれません
03:52
The ratラット is an entire全体 organism生物, after all,
76
216481
2988
本質的に ラットは相互作用しあう
器官のネットワークを持つ
03:55
with interacting相互作用する networksネットワーク of organs器官.
77
219469
1706
完全な生物体です
03:57
A drugドラッグ for the heartハート can get metabolized代謝された in the liver,
78
221175
3921
心臓の薬が肝臓で代謝されたり
04:00
and some of the byproducts副産物 mayかもしれない be stored保存された in the fat脂肪.
79
225096
2840
副産物が脂肪に蓄積される可能性があります
04:03
Don't you missミス all that with these tissue-engineered組織工学 modelsモデル?
80
227936
4527
再生医学によるモデルを使う実験では
これらを見落とすのではないでしょうか?
04:08
Well, this is another別の trend傾向 in the fieldフィールド.
81
232463
2114
最近の傾向として
04:10
By combining結合する tissue組織 engineeringエンジニアリング techniques技術 with microfluidicsマイクロ流体,
82
234577
2867
再生医学技術とマイクロ流体学を
融合させることが
04:13
the fieldフィールド is actually実際に evolving進化する towards方向 just that,
83
237444
2164
主流になりつつあります
04:15
a modelモデル of the entire全体 ecosystem生態系 of the body,
84
239608
2506
つまり 複数の器官システムを持った
04:18
completeコンプリート with multiple複数 organ器官 systemsシステム to be ableできる to testテスト
85
242114
2400
完全な生体全体を再現するモデルを用いて
04:20
how a drugドラッグ you mightかもしれない take for your blood血液 pressure圧力
86
244514
1603
血圧の薬の肝臓への影響や
04:22
mightかもしれない affect影響を与える your liver or an antidepressant抗うつ薬 mightかもしれない affect影響を与える your heartハート.
87
246117
3267
抗鬱薬の心臓への影響を
実験するのです
04:25
These systemsシステム are really hardハード to buildビルドする, but we're just starting起動 to be ableできる to get there,
88
249384
4072
このようなシステム構築は実に困難ですが
実現可能になりつつあるので
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
見ていてください
04:32
But that's not even all of it, because once一度 a drugドラッグ is approved承認された,
90
256760
2632
しかしこれで全てではありません
なぜなら薬の承認後も
04:35
tissue組織 engineeringエンジニアリング techniques技術 can actually実際に help us develop開発する more personalizedパーソナライズド treatments治療.
91
259392
3682
再生医学技術はオーダーメイド治療の
開発に役立つからです
04:38
This is an example that you mightかもしれない careお手入れ about somedayいつか,
92
263074
3742
これは皆さんが将来
興味をを持つ例かもしれません
04:42
and I hope希望 you never do,
93
266816
2120
そうならないよう願いますが
04:44
because imagine想像する if you ever get that call
94
268936
2520
医者から電話で悪い知らせを告げられ
04:47
that gives与える you that bad悪い newsニュース that you mightかもしれない have cancer.
95
271456
3208
ガンの疑いがあるなんてことになったとします
04:50
Wouldn'tしないだろう you ratherむしろ testテスト to see if those cancer drugs薬物
96
274664
2536
抗がん剤が自分のガンに効くかどうか
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
飲む前に実験で試してみたくありませんか?
04:55
This is an example from Karenカレン Burg'sバーグズ lab研究室, where they're
98
279960
2422
これはカレン・バーグ研究室の例で
04:58
usingを使用して inkjetインクジェット technologiesテクノロジー to print印刷する breast cancer cells細胞
99
282382
2906
インクジェット技術を利用して
乳ガン細胞を印刷し
05:01
and study調査 its progressions進歩 and treatments治療.
100
285288
2471
ガンの進行と治療について研究したものです
05:03
And some of our colleagues同僚 at Tuftsタフト are mixing混合 modelsモデル
101
287759
2553
タフツ大学では
このようなモデルを
05:06
like these with tissue-engineered組織工学 bone to see how cancer
102
290312
3088
再生された骨と混ぜ合わせて
ガンが体内のある部位から
05:09
mightかもしれない spread普及 from one part of the body to the next,
103
293400
2720
別の部位にどのように広がるのか実験しています
05:12
and you can imagine想像する those kinds種類 of multi-tissue多組織 chipsチップ
104
296120
2384
このような複数の組織からなるチップが
05:14
to be the next generation世代 of these kinds種類 of studies研究.
105
298504
2985
この類の研究の次世代を担うことでしょう
05:17
And so thinking考え about the modelsモデル that we've私たちは just discussed議論する,
106
301489
2422
このようなモデルについて考えると
05:19
you can see, going forward前進, that tissue組織 engineeringエンジニアリング
107
303911
1913
再生医学は将来的には
05:21
is actually実際に poised態勢を整えた to help revolutionize革命を起こす drugドラッグ screeningスクリーニング
108
305824
2456
創薬の各ステップに革命を起こす準備が
05:24
at everyすべて singleシングル stepステップ of the pathパス:
109
308280
2778
できていることがお分かり頂けるでしょう
05:26
disease疾患 modelsモデル making作る for better drugドラッグ formulations処方,
110
311058
2574
薬物開発に貢献する疾患モデル作成や
05:29
massively大規模 parallel平行 human人間 tissue組織 modelsモデル helping助ける to revolutionize革命を起こす lab研究室 testingテスト,
111
313632
3871
研究に革命をもたらす
大規模に並列化されたヒト組織モデルは
05:33
reduce減らす animal動物 testingテスト and human人間 testingテスト in clinical臨床的 trials試行,
112
317503
4225
臨床試験において動物実験や人体実験を減らします
05:37
and individualized個別化された therapiesセラピー that disrupt混乱する
113
321728
1692
またオーダーメイド医療など
05:39
what we even consider検討する to be a market市場 at all.
114
323420
3588
考えられなかった市場まで覆します
05:42
Essentially本質的に, we're dramatically劇的に speedingスピード up that feedbackフィードバック
115
327008
2544
本質的には 分子の合成と
05:45
betweenの間に developing現像 a molecule分子 and learning学習 about
116
329552
2323
人体における作用を研究する過程の間で
05:47
how it acts行為 in the human人間 body.
117
331875
2349
フィードバックを劇的に高速化しているのです
05:50
Our processプロセス for doing this is essentially基本的に transforming変換する
118
334224
2328
我々がこれを行うプロセスは 本質的には
05:52
biotechnologyバイオテクノロジー and pharmacology薬理学 into an information情報 technology技術,
119
336552
4861
生物工学や薬学を情報技術へと変え
05:57
helping助ける us discover発見する and evaluate評価する drugs薬物 fasterもっと早く,
120
341413
2979
新薬の発見や評価を
06:00
more cheaply安く and more effectively効果的に.
121
344392
3216
速く 安く 効率的に済ませられるようにしているのです
06:03
It gives与える new新しい meaning意味 to modelsモデル againstに対して animal動物 testingテスト, doesn't it?
122
347608
4080
動物実験に対して モデルならではの
優位性がお分かりいただけると思います
06:07
Thank you. (Applause拍手)
123
351688
6815
ありがとうございました (拍手)
Translated by Tomoshige Ohno
Reviewed by Akiko Hicks

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