TEDGlobal 2012
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？
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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）
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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00:16
I'd like to show you a video of some of the models
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 size, and they don't have an ounce of fat.
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
脂肪なんて全くついていません
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
とても美しいでしょう？
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
科学実験のモデルなんですが（笑）
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
ご想像の通り 私は再生医学者で
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
これは私が研究室で作った
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
拍動する心臓のビデオです
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
いつの日かこれらの組織が
00:38
can serve as replacement parts for the human 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
期待されています
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
しかし今日お話しするのは
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
これらの組織の
研究モデルとしての有用性です
研究モデルとしての有用性です
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
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 formulation, lab testing, animal testing,
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
ラボでの実験 動物実験を経て
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
人体実験ともいわれる
治験を行い
治験を行い
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
その後 ようやく薬が市場へ出回ります
00:58
It costs a lot of money, 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
大きなコストがかかります
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
薬が市場に出回ったとしても 時には
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts 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
人々に害を与えることもあります
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
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
被害は大きくなります
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
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
１つ目はヒトとラットとの違い
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
そして２つ目は
ほぼ同じ ヒト同士でも
ほぼ同じ ヒト同士でも
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
僅かな個体差が
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
薬の代謝や作用に
01:25
and how those drugs affect 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 in the lab
25
71783
2832
もし ラットよりもヒトに近い上
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
ヒトの多様性も再現できるような
01:33
but also reflect our diversity?
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 engineering.
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
ご覧に入れましょう
01:41
One of the key technologies that's really important
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 induced pluripotent stem cells.
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 in Japan pretty recently.
31
91453
2518
ごく最近 日本で開発されました
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
iPS細胞は
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
ES細胞にとてもよく似ていますが
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
倫理的に問題無い点が異なります
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
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
例えば皮膚細胞に
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
数種の遺伝子を導入し
培養して作るわけです
培養して作るわけです
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
数種の遺伝子を導入し
培養して作るわけです
培養して作るわけです
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
iPS細胞は言ってみれば
皮膚細胞に細工をして
皮膚細胞に細工をして
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
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
胚状態にしたものなのです
02:09
So without the controversy, that's cool 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
１つ目の長所です
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
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, liver, you get the picture,
42
118527
2555
脳 心臓 肝臓など どんな組織でも
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
つくることができる点です
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
自分の心臓でも脳でも
チップ上でモデルを
チップ上でモデルを
02:23
on a chip.
45
127170
2632
つくることができるのです
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
密度や挙動が予想可能な
組織生成の技術が
組織生成の技術が
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
モデルを創薬に応用するための
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
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 of a bioreactor we're developing in our lab
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
バイオリアクターの設計図で
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable 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
組織を作れるようにするものです
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version 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 of human tissue.
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 a clinical trial on a chip.
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 thing about these induced pluripotent stem cells
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, let's say,
55
158301
2549
例えば皮膚細胞を
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
遺伝性疾患をもつ人から採取し
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
それを元に組織を作れば
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
再生医学の技術を用いて
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
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
生成することができます
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
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
ケビン・エガン研究室での例ですが
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
筋萎縮性側索硬化症 (ALS) の患者から
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
iPS細胞をつくり
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
ニューロンを生成しました
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
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 also show symptoms of the disease.
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
ALSの症状を発症したのです
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
このような疾患モデルを用いれば
03:25
faster than ever before and understand the disease 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 drugs even faster.
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
薬もずっと簡単に見つかるでしょう
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
これは患者固有の幹細胞を使った
別の例で
別の例で
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
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 of the retina.
71
203497
1754
これは網膜が衰える病気で
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
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 like these will help us find a cure.
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 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, "Well, are these really as good as the rat?"
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
疑問に思う人もいるかもしれません
03:52
The rat is an entire organism, 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
器官のネットワークを持つ
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
完全な生物体です
03:57
A drug for the heart can get metabolized 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 may be stored in the fat.
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 all that with these tissue-engineered models?
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？
これらを見落とすのではないでしょうか？
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
最近の傾向として
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
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
融合させることが
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
主流になりつつあります
04:15
a model of the entire ecosystem 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 with multiple organ systems to be able to test
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 you might take for your blood pressure
86
244514
1603
血圧の薬の肝臓への影響や
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
抗鬱薬の心臓への影響を
実験するのです
実験するのです
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able 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
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 a drug is approved,
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
なぜなら薬の承認後も
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
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
開発に役立つからです
04:38
This is an example that you might care about someday,
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
興味をを持つ例かもしれません
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
そうならないよう願いますが
04:44
because imagine 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 you that bad news that you might 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 you rather test to see if those cancer drugs
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 Burg's lab, where they're
98
279960
2422
これはカレン・バーグ研究室の例で
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
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
乳ガン細胞を印刷し
05:01
and study its progressions and treatments.
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 at Tufts are mixing models
101
287759
2553
タフツ大学では
このようなモデルを
このようなモデルを
05:06
like these with tissue-engineered 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
ガンが体内のある部位から
05:09
might spread 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 those kinds of multi-tissue chips
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 of these kinds of studies.
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 about the models that we've just discussed,
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, that tissue engineering
107
303911
1913
再生医学は将来的には
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
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 single step of the path:
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 models making for better drug formulations,
110
311058
2574
薬物開発に貢献する疾患モデル作成や
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
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
大規模に並列化されたヒト組織モデルは
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
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 therapies that disrupt
113
321728
1692
またオーダーメイド医療など
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
考えられなかった市場まで覆します
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
本質的には 分子の合成と
05:45
between developing a molecule and learning 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 in the human 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 for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
我々がこれを行うプロセスは 本質的には
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
生物工学や薬学を情報技術へと変え
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
新薬の発見や評価を
06:00
more cheaply and more effectively.
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 new meaning to models against animal testing, 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
優位性がお分かりいただけると思います
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
ありがとうございました (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