ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com
TEDxBoston

Geraldine Hamilton: Body parts on a chip

제랄딘 해밀턴 (Geraldine Hamilton): 칩 위의 신체 부위들

Filmed:
1,644,547 views

어떤 질병에 대해 새로운 약, 더 나은 치료법을 상상하기는 상대적으로 쉽습니다. 하지만 어려운 부분은 약을 실험하는 데 있고, 그 과정에서 새 약이 나오기까지 몇 년이나 더 지연되기도 합니다. 이 상세한 강연에서 제랄딘 해밀턴은 새 약을 실험하는데 필수적인 모든 부분을 갖춘 장기나 신체 부위 칩을 실험실에서 어떻게 만들었는지 보여주며, 심지어 특정한 한 사람을 위한 맞춤 치료도 가능함을 보여 줍니다.
- Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio

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00:12
We have a global글로벌 health건강 challenge도전
0
368
2137
우리는 현재 전세계적으로
00:14
in our hands소유 today오늘,
1
2505
1692
의료 위기를 맞이하고 있는데
00:16
and that is that the way we currently현재
2
4197
3060
그것은 지금 우리가
00:19
discover발견하다 and develop나타나게 하다 new새로운 drugs약제
3
7257
2925
새로운 약을 발견하거나 개발하는 방법이
00:22
is too costly값이 비싼, takes far멀리 too long,
4
10182
4178
너무 비싸고, 오랜 시간이 걸리며,
00:26
and it fails실패하다 more often자주 than it succeeds성공하다.
5
14360
3714
성공보다는 실패가
더 많다는 점 때문입니다.
00:30
It really just isn't working, and that means방법
6
18074
3377
말 그대로 일이 제대로 되지 않고있으며
00:33
that patients환자 that badly심하게 need new새로운 therapies치료법
7
21451
3047
그것은 바로 새로운 치료법을
간절히 원하는 환자들이
00:36
are not getting점점 them,
8
24498
1711
그것을 얻지 못하고
00:38
and diseases질병 are going untreated처리되지 않은.
9
26209
3498
병은 치료되지 못한다는 뜻입니다.
00:41
We seem보다 to be spending지출 more and more money.
10
29707
3083
우리는 신약 개발에 점점 더 많은
돈을 쓰고 있는 것처럼 보입니다.
00:44
So for every...마다 billion십억 dollars불화 we spend보내 in R&D,
11
32790
4096
그래서 10억불을 연구 개발에 쓸 때마다
승인되는 약의 수는
00:48
we're getting점점 less적게 drugs약제 approved승인 된 into the market시장.
12
36886
3829
점점 줄어들고 있습니다.
00:52
More money, less적게 drugs약제. Hmm.
13
40715
3217
더 많은 돈을 쓰고도 더 적은 약을
얻는 것입니다.
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
그렇다면 무엇이 문제일까요?
00:57
Well, there's a multitude다수 of factors요인들 at play놀이,
15
45852
2595
글쎄요, 여기에는 수많은
이유들이 있는데
01:00
but I think one of the key factors요인들
16
48447
2021
중요한 원인 중 하나는
01:02
is that the tools도구들 that we currently현재 have
17
50468
2397
사람에게 하는 임상 시험에 앞서
01:04
available유효한 to test테스트 whether인지 어떤지 a drug is going to work,
18
52865
4083
약이 효과가 있는지,
01:08
whether인지 어떤지 it has efficacy효능,
19
56948
1389
효능이 있는지,
01:10
or whether인지 어떤지 it's going to be safe안전한
20
58337
1766
또한 안전한지를
01:12
before we get it into human인간의 clinical객관적인 trials시련,
21
60103
3552
실험하는 쓰이는 현재의 방법들이
01:15
are failing실패 us. They're not predicting예측하는
22
63655
2151
성과가 좋지 못한 때문입니다.
이 방법들은 약이
01:17
what's going to happen우연히 있다 in humans인간.
23
65806
3228
사람의 몸에서 어떤 반응을
일으킬지 예측하지 못합니다.
01:21
And we have two main본관 tools도구들 available유효한
24
69034
2723
현재 이용 가능한 도구로는
01:23
at our disposal처분.
25
71757
2014
크게 두 가지가 있습니다.
01:25
They are cells세포들 in dishes그릇 and animal동물 testing시험.
26
73771
4041
실험 접시에서 세포를 배양하거나
동물 실험을 하는 방법입니다.
01:29
Now let's talk about the first one, cells세포들 in dishes그릇.
27
77812
3320
먼저 첫째 방법인
세포 배양법에 대해 이야기해 보죠.
01:33
So, cells세포들 are happily행복하게 functioning작동 in our bodies시체.
28
81132
3153
자, 세포는 우리 몸 안에서
행복하게 일하고 있습니다.
01:36
We take them and rip삼가 고인의 명복을 빕니다 them out
29
84285
2055
우리는 세포를 원래 살던 환경에서 뜯어내어
01:38
of their그들의 native원주민 environment환경,
throw던지다 them in one of these dishes그릇,
30
86340
2949
이런 실험 접시들 중 하나에 던져두고
01:41
and expect배고 있다 them to work.
31
89289
1585
세포가 제 기능을 하도록 바랍니다.
01:42
Guess추측 what. They don't.
32
90874
2193
어떻게 될까요?
세포는 제 기능을 못 합니다.
01:45
They don't like that environment환경
33
93067
1662
세포는 그런 환경을 좋아하지 않습니다.
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
왜냐하면 사람의 몸 속에서
01:48
what they have in the body신체.
35
96361
2676
세포들이 있던 환경과는
완전히 다르기 때문이죠.
01:51
What about animal동물 testing시험?
36
99037
2071
동물 실험은 어떨까요?
01:53
Well, animals동물 do and can provide~을 제공하다
37
101108
2885
글쎄요, 동물은 매우 유용한 정보들을
01:55
extremely매우 useful유능한 information정보.
38
103993
2262
제공해 줄 수 있습니다.
01:58
They teach가르치다 us about what happens일이
39
106255
1709
복잡한 생물체 안에서
01:59
in the complex복잡한 organism유기체.
40
107964
2329
무슨 일이 일어나는 지
알 수 있게 해줍니다.
02:02
We learn배우다 more about the biology생물학 itself그 자체.
41
110293
3008
우리는 이런 방법으로 생물학 그 자체에 대해서
더 많이 배울 수 있습니다.
02:05
However하나, more often자주 than not,
42
113301
2898
하지만 아주 많은 경우에
02:08
animal동물 models모델 fail실패 to predict예측하다
what will happen우연히 있다 in humans인간
43
116199
4216
동물 실험은 특정한 약물로 사람을 치료했을 때
02:12
when they're treated치료 된 with a particular특별한 drug.
44
120415
3186
어떤 일이 일어날지는 예측하지 못합니다.
02:15
So we need better tools도구들.
45
123601
2379
그래서 우리는 더 좋은 실험 방법이 필요합니다.
02:17
We need human인간의 cells세포들,
46
125980
1753
사람의 세포가 필요하지만
02:19
but we need to find a way to keep them happy행복
47
127733
2750
사람의 세포가 몸 밖에서도
02:22
outside외부 the body신체.
48
130483
1591
'행복한 상태에 있을' 수 있는 방법을
찾아야 합니다.
02:24
Our bodies시체 are dynamic동적 environments환경.
49
132074
2906
우리의 몸은 역동적인 환경입니다.
02:26
We're in constant일정한 motion운동.
50
134980
1840
우리는 계속해서 움직이고
02:28
Our cells세포들 experience경험 that.
51
136820
2191
세포는 그것을 느낍니다.
02:31
They're in dynamic동적 environments환경 in our body신체.
52
139011
2809
세포들은 몸 안에서
역동적인 환경에 놓여 있습니다.
02:33
They're under아래에 constant일정한 mechanical기계의 forces.
53
141820
2755
끊임없이 물리적인 힘을 받고 있습니다.
02:36
So if we want to make cells세포들 happy행복
54
144575
2456
자, 그래서 세포들이 우리 몸 밖에서도
02:39
outside외부 our bodies시체,
55
147031
1429
행복할 수 있도록 하려면
02:40
we need to become지다 cell세포 architects건축가.
56
148460
2526
세포 설계자가 되어야 합니다.
02:42
We need to design디자인, build짓다 and engineer기사
57
150986
4344
세포가 집 밖에서도 집처럼 살수 있는 집을
02:47
a home away from home for the cells세포들.
58
155330
3231
설계하고 짓고 생산해야 합니다.
02:50
And at the WyssWyss Institute학회,
59
158561
1674
위스 연구소는
02:52
we've우리는 done끝난 just that.
60
160235
1938
바로 그 일을 해냈습니다.
02:54
We call it an organ-on-a-chip오르간 - 온 - 어 - 칩.
61
162173
3024
우리는 이것을 '장기칩' 이라고 부릅니다.
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
여기서 하나를 보여드리죠.
02:58
It's beautiful아름다운, isn't it?
But it's pretty예쁜 incredible놀랄 만한.
63
166988
2815
아름답죠?
정말 굉장합니다.
03:01
Right here in my hand is a breathing호흡, living생활
64
169803
4500
지금 제 손에 있는 것은
숨쉬고, 살아 있는
03:06
human인간의 lung on a chip.
65
174303
2658
사람의 폐가 들어간 칩입니다.
03:08
And it's not just beautiful아름다운.
66
176961
2128
이것은 아름답기만 한 것이 아니라
03:11
It can do a tremendous거대한 amount of things.
67
179089
2440
엄청난 일들을 할 수 있습니다.
03:13
We have living생활 cells세포들 in that little chip,
68
181529
3779
이 작은 칩 안에 살아있는 세포들이 있고
03:17
cells세포들 that are in a dynamic동적 environment환경
69
185308
2550
이 세포들은 역동적인 환경에서
03:19
interacting상호 작용하는 with different다른 cell세포 types유형.
70
187858
3081
다른 종류의 세포들과 교류합니다.
03:22
There's been many많은 people
71
190939
1639
많은 사람들이 실험실에서
03:24
trying견딜 수 없는 to grow자라다 cells세포들 in the lab.
72
192578
1861
세포를 배양하려고 노력했습니다.
03:26
They've그들은 tried시도한 many많은 different다른 approaches구혼.
73
194439
3156
수많은 다양한 접근을 시도해 왔습니다.
03:29
They've그들은 even tried시도한 to grow자라다
little mini-organs미니 기관 in the lab.
74
197595
2627
실험실에서 '작은 장기들'을
키우려고까지 시도해왔습니다.
03:32
We're not trying견딜 수 없는 to do that here.
75
200222
1549
우리는 그런 일을 시도하려는것은 아닙니다.
03:33
We're simply간단히 trying견딜 수 없는 to recreate다시 만들다
76
201771
2126
우리는 단순히
03:35
in this tiny작은 chip
77
203897
1577
이 아주 작은 칩에
03:37
the smallest가장 작은 functional기능의 unit단위
78
205474
3017
우리 몸의 세포들이 경험하는
03:40
that represents대표하다 the biochemistry생화학,
79
208491
2554
생화학적 최소 기능 단위와
03:43
the function기능 and the mechanical기계의 strain변형
80
211045
3124
기능, 그리고 기계적 압박을
03:46
that the cells세포들 experience경험 in our bodies시체.
81
214169
3516
재구현하려고 하는 것입니다.
03:49
So how does it work? Let me show보여 주다 you.
82
217685
3032
이것이 어떻게 작동할까요?
보여드리겠습니다.
03:52
We use techniques기법 from the computer컴퓨터 chip
83
220717
2634
우리는 컴퓨터 칩 제조 산업에 사용하는
03:55
manufacturing조작 industry산업
84
223351
1633
기술을 이용해서
03:56
to make these structures구조 at a scale규모
85
224984
2197
이 구조가 세포와 세포의 환경
03:59
relevant관련된 to both양자 모두 the cells세포들 and their그들의 environment환경.
86
227181
2896
두 가지 모두에
상호작용 할 수 있도록 설계합니다.
04:02
We have three fluidic유체의 channels채널.
87
230077
2064
세 개의 유체 통로가 있습니다.
04:04
In the center센터, we have a porous다공성의, flexible융통성 있는 membrane
88
232141
3712
중앙에는다공성의 유연한 막이 있는데
04:07
on which어느 we can add더하다 human인간의 cells세포들
89
235853
2063
그 막 위에 사람의 폐에서 채취한
04:09
from, say, our lungs,
90
237916
1344
세포를 놓을 수 있습니다.
04:11
and then underneath아래에, they had capillary모세관 cells세포들,
91
239260
2487
그리고 아래에는 모세혈관 세포들이 있는데
04:13
the cells세포들 in our blood vessels혈관.
92
241747
1788
우리 혈관 안에 있는 세포들이죠.
04:15
And we can then apply대다 mechanical기계의 forces to the chip
93
243535
4320
그 뒤에 이 칩에 물리적인 힘을 적용해서
04:19
that stretch뻗기 and contract계약 the membrane,
94
247855
2829
막을 확장시키거나 축소시킬 수 있습니다.
04:22
so the cells세포들 experience경험 the same같은 mechanical기계의 forces
95
250684
3097
그래서 우리가 숨을 쉴 때 느꼈던 물리적인 힘을
04:25
that they did when we breathe숨을 쉬다.
96
253781
2933
세포가 똑같이 경험할 수 있게 해 줍니다.
04:28
And they experience경험 them how they did in the body신체.
97
256714
3160
세포는 우리 몸 안에서 느꼈던 것과
똑같은 것을 경험하게 됩니다.
04:31
There's air공기 flowing흐르는 through...을 통하여 the top상단 channel채널,
98
259874
2400
윗 통로로 공기가 흐르고
04:34
and then we flow흐름 a liquid액체 that contains포함하다 nutrients영양소
99
262274
3349
영양분이 들어간 액체를
04:37
through...을 통하여 the blood channel채널.
100
265623
2839
혈관 통로로 흐르게 합니다.
04:40
Now the chip is really beautiful아름다운,
101
268462
2372
자, 이 칩이 정말 아름답죠?
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
하지만 이것으로 무얼 할 수 있을까요?
04:44
We can get incredible놀랄 만한 functionality기능성
103
272931
2324
우리는 이 작은 칩 안에서
04:47
inside내부 these little chips작은 조각.
104
275255
1751
엄청난 기능들을 만날 수 있습니다.
04:49
Let me show보여 주다 you.
105
277006
1506
보여드릴게요.
04:50
We could, for example, mimic모방품 infection감염,
106
278512
2631
예를 들어 폐 안으로 박테리아 세포를 집어넣어
04:53
where we add더하다 bacterial세균성의 cells세포들 into the lung.
107
281143
3536
감염과 비슷하게 만든 다음
04:56
then we can add더하다 human인간의 white화이트 blood cells세포들.
108
284679
2932
사람의 백혈구를 주입할 수 있습니다.
04:59
White화이트 blood cells세포들 are our body's신체 defense방어
109
287611
2591
백혈구는 세균 침입에 맞서
05:02
against반대 bacterial세균성의 invaders침략자,
110
290202
1368
우리 몸을 방어하는 혈액 세포인데
05:03
and when they sense감각 this
inflammation염증 due정당한 to infection감염,
111
291570
3169
백혈구가 감염으로 인한 염증을 감지하면
05:06
they will enter들어가다 from the blood into the lung
112
294739
2857
혈액으로부터 나와 폐 안으로 들어가
05:09
and engulf삼키다 the bacteria박테리아.
113
297596
1915
세균을 먹어버리게 됩니다.
05:11
Well now you're going to see this happening사고
114
299511
2248
지금부터 여러분은
이 칩에 있는 실제 사람의 폐에서
05:13
live살고 있다 in an actual실제의 human인간의 lung on a chip.
115
301759
3310
이런 과정이 일어나는 것을
보실 수 있습니다.
05:17
We've우리는 labeled분류 된 the white화이트 blood cells세포들
so you can see them flowing흐르는 through...을 통하여,
116
305069
3543
우리가 백혈구에 표시를 해서 여러분들은
백혈구들이 흘러 들어가는 것을 보실 수 있는데
05:20
and when they detect탐지하다 that infection감염,
117
308612
2161
감염을 감지하면
05:22
they begin시작하다 to stick스틱.
118
310773
1397
백혈구가 달라붙기 시작합니다.
05:24
They stick스틱, and then they try to go into the lung
119
312170
3887
백혈구는 딱 달라붙은 채로 혈관 통로에서
05:28
side측면 from blood channel채널.
120
316057
1781
폐 쪽으로 이동하려고 합니다.
05:29
And you can see here, we can actually사실은 visualize시각화하다
121
317838
3689
여기 화면을 통해 보시죠.
지금 보이는 것이
05:33
a single단일 white화이트 blood cell세포.
122
321527
3759
하나의 백혈구 세포입니다.
05:37
It sticks막대기, it wiggles흔들 거리다 its way through...을 통하여
123
325286
2256
백혈구는 꿈틀꿈틀 움직이며
05:39
between중에서 the cell세포 layers, through...을 통하여 the pore기공,
124
327542
2315
세포막 사이의 구멍으로 들어가
05:41
comes온다 out on the other side측면 of the membrane,
125
329857
2421
막의 다른 쪽으로 나옵니다.
05:44
and right there, it's going to engulf삼키다 the bacteria박테리아
126
332278
3435
그리고 바로 거기서 녹색으로 표시된
05:47
labeled분류 된 in green녹색.
127
335713
1649
세균을 먹어버리죠.
05:49
In that tiny작은 chip, you just witnessed목격 한
128
337362
3004
이 작은 칩에서 여러분은 지금
05:52
one of the most가장 fundamental기본적인 responses응답
129
340366
3181
우리의 몸이 감염에 대응하는
가장 기본적인 반응중 하나를
05:55
our body신체 has to an infection감염.
130
343547
1957
목격했습니다.
05:57
It's the way we respond응창 성가 to -- an immune면역 response응답.
131
345504
3770
이것이 우리가 반응하는 방법,
즉 면역 반응이라고 하지요.
06:01
It's pretty예쁜 exciting흥미 진진한.
132
349274
2401
매우 흥미롭죠?
06:03
Now I want to share this picture그림 with you,
133
351675
2343
자, 이제 이 사진을 함께 보았으면 하는데,
06:06
not just because it's so beautiful아름다운,
134
354018
2638
이것이 아름답기 때문만이 아니라
06:08
but because it tells말하다 us an enormous거대한
amount of information정보
135
356656
3336
이 칩 안에서 세포들이
어떤 일을 하는지에 대한
06:11
about what the cells세포들 are doing within이내에 the chips작은 조각.
136
359992
2597
엄청난 정보들을 알려주기 때문입니다.
06:14
It tells말하다 us that these cells세포들
137
362589
2259
이것을 통해
우리 폐에 있는 작은 기공에서
06:16
from the small작은 airways기도 in our lungs,
138
364848
2311
추출한 세포들이
폐에서 볼 수 있는 것과 같이
06:19
actually사실은 have these hairlike하르 이케 structures구조
139
367159
1751
머리카락과 비슷한 형태를
06:20
that you would expect배고 있다 to see in the lung.
140
368910
2008
띄고 있다는 것을 알 수 있습니다.
06:22
These structures구조 are called전화 한 cilia속눈썹,
141
370918
1465
이런 형태를 섬모라고 하는데
06:24
and they actually사실은 move움직임 the mucus점액 out of the lung.
142
372383
2910
이것들은 실제로 폐에서 점액을 빼냅니다.
06:27
Yeah. Mucus점액. Yuck.
143
375293
1539
그래요, 점액. 으웩.
06:28
But mucus점액 is actually사실은 very important중대한.
144
376832
2440
그러나 점액은 사실 매우 중요합니다.
06:31
Mucus점액 traps트랩 particulates미립자, viruses바이러스,
145
379272
2581
점액이 미립자, 바이러스,
06:33
potential가능성 allergens알레르기 항원,
146
381853
1459
알러지를 일으킬 수 있는 물질을 가두면
06:35
and these little cilia속눈썹 move움직임
147
383312
1601
이 작은 섬모가 움직여서
06:36
and clear명확한 the mucus점액 out.
148
384913
2250
점액을 바깥으로 내보내
깨끗하게 만듭니다.
06:39
When they get damaged손상된, say,
149
387163
1912
예를 들어 섬모가 담배 연기 때문에
06:41
by cigarette담배 smoke연기 for example,
150
389075
2419
손상을 입게 된다면
06:43
they don't work properly정확히,
and they can't clear명확한 that mucus점액 out.
151
391494
2808
제기능을 못해서
점액을 치울 수 없습니다.
06:46
And that can lead리드 to diseases질병 such이러한 as bronchitis기관지염.
152
394302
3817
그래서 기관지염과 같은 질병을
유발할 수 있습니다.
06:50
Cilia속눈썹 and the clearance재고 정리 of mucus점액
153
398119
2647
섬모와 점액을 제거하는 것은
06:52
are also또한 involved뒤얽힌 in awful무서운 diseases질병 like cystic낭성의 fibrosis섬유증.
154
400766
4461
낭포성 섬유증과 같은
무서운 질병과도 관련이 있습니다.
06:57
But now, with the functionality기능성
that we get in these chips작은 조각,
155
405227
3550
그러나 이제는 이 칩 안에
내재된 기능을 가지고
07:00
we can begin시작하다 to look
156
408777
1824
가능성 있는 새로운 치료법들을
07:02
for potential가능성 new새로운 treatments치료법.
157
410601
2513
연구할 수 있게 되었습니다.
07:05
We didn't stop with the lung on a chip.
158
413114
1952
우리는 칩에 폐를 올려놓는 것에서
멈추지 않았습니다.
07:07
We have a gut거트 on a chip.
159
415066
1884
우리는 칩에 장을 올려놓았습니다..
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
지금 보시는 것이 바로 그것 입니다.
07:10
And we've우리는 put intestinal장의 human인간의 cells세포들
161
418980
3226
그리고 우리는 사람의 장에 있는 세포를 가져와
07:14
in a gut거트 on a chip,
162
422206
1905
칩안에 넣었고
07:16
and they're under아래에 constant일정한 peristaltic연동의 motion운동,
163
424111
2837
장 세포는 세포 사이사이를 졸졸 흐르며
07:18
this trickling물방울 flow흐름 through...을 통하여 the cells세포들,
164
426948
3191
끊임없이 연동합니다.
07:22
and we can mimic모방품 many많은 of the functions기능들
165
430139
2558
우리는 사람의 장에서나
볼 수 있을 것으로 생각되는
07:24
that you actually사실은 would expect배고 있다 to see
166
432697
2263
많은 기능들을
07:26
in the human인간의 intestine.
167
434960
1693
흉내낼 수 있습니다.
07:28
Now we can begin시작하다 to create몹시 떠들어 대다 models모델 of diseases질병
168
436653
3791
현재, 우리는 과민성 대장 증후군과 같은
07:32
such이러한 as irritable민감한 bowel내부 syndrome증후군.
169
440444
2410
질병들의 모델들을 개발하기 시작했습니다.
07:34
This is a disease질병 that affects영향을 미치다
170
442854
2082
이것은 정말 많은 사람들이
07:36
a large number번호 of individuals개인.
171
444936
1911
가지고 있는 질병입니다.
07:38
It's really debilitating쇠약하게하는,
172
446847
1774
이건 정말로 심신을 쇠약하게 하는데
07:40
and there aren't있지 않다. really many많은 good treatments치료법 for it.
173
448621
3942
제대로 된 좋은 치료법이 많지 않습니다.
07:44
Now we have a whole완전한 pipeline관로
174
452563
2302
자, 이제 우리는
07:46
of different다른 organ오르간 chips작은 조각
175
454865
2279
서로 다른 장기 칩들을
모두 연결한 전체를 가지고 있고
07:49
that we are currently현재 working on in our labs실험실.
176
457144
3732
실험실에서 연구하고 있습니다.
07:52
Now, the true참된 power of this technology과학 기술, however하나,
177
460876
3419
그러나 이 기술의 진정한 힘은
07:56
really comes온다 from the fact
178
464295
2125
우리가 이 칩들을 유동성있게
07:58
that we can fluidically유동적으로 link링크 them.
179
466420
2545
연결할 수 있다는 점에 있습니다.
08:00
There's fluid유동체 flowing흐르는 across건너서 these cells세포들,
180
468965
1947
세포들 사이에 액체가 흐르고 있어서
08:02
so we can begin시작하다 to interconnect상호 연결
181
470912
2079
우리는 여러개의 다른 칩들을
08:04
multiple배수 different다른 chips작은 조각 together함께
182
472991
2862
한꺼번에 연결해서
08:07
to form형태 what we call a virtual가상의 human인간의 on a chip.
183
475853
4213
칩위에 소위 가상의 사람을
형성할 수 있는 것이죠.
08:12
Now we're really getting점점 excited흥분한.
184
480066
3009
자, 매우 흥분되시죠.
08:15
We're not going to ever recreate다시 만들다
a whole완전한 human인간의 in these chips작은 조각,
185
483075
4095
이 칩 안에 사람을 통째로
재구현하려는 것이 아닙니다.
08:19
but what our goal is is to be able할 수 있는 to recreate다시 만들다
186
487170
4169
우리의 목표는 우리 몸이 할 수 있는
08:23
sufficient충분한 functionality기능성
187
491339
2013
기능을 충분히 재구현하여
08:25
so that we can make better predictions예측
188
493352
2360
사람의 몸 안에서 어떤 일이 발생하는지
08:27
of what's going to happen우연히 있다 in humans인간.
189
495712
2214
더 나은 예측을 할 수 있도록 하는 것입니다.
08:29
For example, now we can begin시작하다 to explore탐험하다
190
497926
2924
예를 들어 에어로졸과 같은 약물이
08:32
what happens일이 when we put
a drug like an aerosol에어로졸 drug.
191
500850
3434
우리 몸에 들어가면 어떤 일이
생기는지 탐구하기 시작했습니다.
08:36
Those of you like me who have asthma천식,
when you take your inhaler흡입기,
192
504284
2986
천식을 가진 저 같은 사람이
흡입기로 빨아들였을 때
08:39
we can explore탐험하다 how that drug comes온다 into your lungs,
193
507270
2926
약물이 어떻게 폐로 들어가는지,
08:42
how it enters들어간다 the body신체,
194
510196
1626
몸 안으로 어떻게 들어가는지,
08:43
how it might affect감정, say, your heart심장.
195
511822
1754
심장과 같은 곳에 어떻게 영향을
끼치는지 살펴볼 수 있습니다.
08:45
Does it change변화 the beating고동 of your heart심장?
196
513576
1908
심장 박동수를 변하게 하는지,
08:47
Does it have a toxicity독성?
197
515484
1641
독성은 없는지,
08:49
Does it get cleared개간 된 by the liver?
198
517125
2008
간에 의해 제거 되는지,
08:51
Is it metabolized대사하다 in the liver?
199
519133
2152
간 안에서 대사는 잘 이루어지는지,
08:53
Is it excreted배설 된 in your kidneys신장?
200
521285
1891
신장을 통해 배출되는지
따위를 살펴볼 수 있죠.
08:55
We can begin시작하다 to study연구 the dynamic동적
201
523176
2212
우리는 약물에 대한
우리 몸의 역동적인 반응들을
08:57
response응답 of the body신체 to a drug.
202
525388
2625
연구할 수 있게 되었습니다.
09:00
This could really revolutionize혁명적 인
203
528028
1919
이것은 정말 혁명과도 같은 일이며
09:01
and be a game경기 changer체인저
204
529947
1649
현재의 판도를 뒤집는
계기가 될 수 있습니다.
09:03
for not only the pharmaceutical제약 industry산업,
205
531596
2938
이것은 제약 산업 뿐만 아니라
09:06
but a whole완전한 host숙주 of different다른 industries산업,
206
534534
2373
화장품 회사를 포함한
09:08
including포함 the cosmetics화장품 industry산업.
207
536907
2400
다른 다양한 산업에도 해당됩니다.
09:11
We can potentially잠재적으로 use the skin피부 on a chip
208
539307
2882
우리는 칩위에
피부를 올려놓는 것을 개발중인데
09:14
that we're currently현재 developing개발 중 in the lab
209
542189
1961
이것을 이용하면
09:16
to test테스트 whether인지 어떤지 the ingredients성분 in those products제작품
210
544150
2554
동물 실험을 하지 않고서도
09:18
that you're using~을 사용하여 are actually사실은
safe안전한 to put on your skin피부
211
546704
3283
여러분들이 사용하고 있는 제품의 성분들이
09:21
without없이 the need for animal동물 testing시험.
212
549987
2689
실제로 여러분의 피부에 닿아도
안전한지 알 수 있습니다.
09:24
We could test테스트 the safety안전
213
552676
1944
그리고 가정 청소용품에 있는 화학 성분처럼
09:26
of chemicals화학 that we are exposed드러난 to
214
554620
2253
일상 생활에서 매일 사용하면서 노출되는
09:28
on a daily매일 basis기초 in our environment환경,
215
556873
1914
화학 성분들의
09:30
such이러한 as chemicals화학 in regular정규병 household가정 cleaners청소부.
216
558787
3731
안정성을 실험할 수 있습니다.
09:34
We could also또한 use the organs장기 on chips작은 조각
217
562518
3202
또한 장기가 올려진 칩을
09:37
for applications응용 프로그램 in bioterrorism생물 테러리즘
218
565720
2779
생화학 테러나
09:40
or radiation방사 exposure노출.
219
568499
2571
방사선 노출에 적용되는 상태를
보기위해 사용할 수 있습니다.
09:43
We could use them to learn배우다 more about
220
571070
3350
그것들로 에볼라 바이러스에 의한 질병이나
09:46
diseases질병 such이러한 as ebola에볼라
221
574420
3044
사스(SARS)와 같은 치명적인 질병에 대해서도
09:49
or other deadly치명적인 diseases질병 such이러한 as SARS사스.
222
577464
3892
더 잘 알 수 있게 할 수 있을 것입니다.
09:53
Organs장기 on chips작은 조각 could also또한 change변화
223
581356
1838
칩에 올려진 장기들은
09:55
the way we do clinical객관적인 trials시련 in the future미래.
224
583194
3374
미래의 임상 시험의 판도를 바꿀 수 있습니다.
09:58
Right now, the average평균 participant참가자
225
586568
2587
지금 즉시, 임상 시험의 참가자를
10:01
in a clinical객관적인 trial시도 is that: average평균.
226
589155
3370
평균적인 군으로 할 수 있는 것입니다.
평균적으로요.
10:04
Tends텐드 to be middle중간 aged늙은, tends경향이있다 to be female여자.
227
592525
3326
지금 현재는 평균적으로 중년이며,
여성이 대체적으로 많습니다.
10:07
You won't습관 find many많은 clinical객관적인 trials시련
228
595851
2472
어린이들이 참여하고 있는
10:10
in which어느 children어린이 are involved뒤얽힌,
229
598323
1515
임상시 험은 찾기 힘들 것입니다.
10:11
yet아직 every...마다 day, we give children어린이 medications약물,
230
599838
3547
아직까지 날마다 우리가
아이들에게 먹이는 약들은
10:15
and the only safety안전 data데이터 we have on that drug
231
603385
3746
어른들을 대상으로 실험하여
안전 허가를 받은
10:19
is one that we obtained획득 한 from adults성인.
232
607131
3074
약들입니다.
10:22
Children어린이 are not adults성인.
233
610205
1794
어린이는 어른과 다릅니다.
10:23
They may할 수있다 not respond응창 성가 in the same같은 way adults성인 do.
234
611999
3133
아이들의 반응은 어른들의 반응과
같지 않을 수도 있습니다.
10:27
There are other things like genetic유전적인 differences차이점들
235
615132
2412
이것 외에도 인구 집단에 따라
10:29
in populations인구
236
617544
1433
유전적 차이와 같은 다른 요소로 인해
10:30
that may할 수있다 lead리드 to at-risk위험 populations인구
237
618977
3106
약에 부작용을 일으킬 위험이 있는
10:34
that are at risk위험 of having an adverse불리한 drug reaction반응.
238
622083
3437
위험 인구 집단이 생길 수도 있습니다.
10:37
Now imagine상상하다 if we could take cells세포들
from all those different다른 populations인구,
239
625520
3389
자, 이제, 모든 다양한 인구로부터
세포를 채취하여
10:40
put them on chips작은 조각,
240
628919
1908
칩 안에 넣고
10:42
and create몹시 떠들어 대다 populations인구 on a chip.
241
630827
1964
다양한 인구를 대변할 수 있는 칩을
만들 수 있다고 가정해 봅시다.
10:44
This could really change변화 the way
242
632791
1838
그렇다면 이것은 임상 시험의 판도를
10:46
we do clinical객관적인 trials시련.
243
634629
2069
완전히 바꾸어 놓을 것입니다.
10:48
And this is the team and the people
that are doing this.
244
636698
2832
그리고 이분들이 칩을 개발하는 사람들입니다.
10:51
We have engineers엔지니어, we have cell세포 biologists생물 학자,
245
639530
3257
기술자, 세포 생물학자,
10:54
we have clinicians임상의들, all working together함께.
246
642787
3774
임상 의사들이 모두 함께 일합니다.
10:58
We're really seeing something quite아주 incredible놀랄 만한
247
646561
1926
우리는 정말 믿기 어려운 일들을
11:00
at the WyssWyss Institute학회.
248
648487
1605
위스 연구소에서 경험하고 있습니다.
11:02
It's really a convergence수렴 of disciplines분야,
249
650092
2171
우리는 생물학이 설계 방법,
11:04
where biology생물학 is influencing영향력있는 the way we design디자인,
250
652263
3720
계산 방법, 구축 방법에 영향을 미치는
11:07
the way we engineer기사, the way we build짓다.
251
655983
2662
다양한 지식 분야의 융합을 경험하고 있습니다.
11:10
It's pretty예쁜 exciting흥미 진진한.
252
658645
1403
매우 흥미로운 일입니다.
11:12
We're establishing설립 important중대한 industry산업 collaborations협력
253
660048
3564
우리는 대규모 디지털 제조 산업으로 널리 알려진
11:15
such이러한 as the one we have with a company회사
254
663612
3373
회사와 함께 일하는 것과 같이
11:18
that has expertise전문적 지식 in large-scale대규모
digital디지털 manufacturing조작.
255
666985
3599
중요한 산업의 협력 관계를 추진하고 있습니다.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
그 회사는 우리를 도와서
11:24
instead대신에 of one of these,
257
672603
1526
이런 칩을 하나만 만드는 게 아니라
11:26
millions수백만 of these chips작은 조각,
258
674129
1583
수백만 개를 만들어서
11:27
so that we can get them into the hands소유
259
675712
1669
가능한 한 많은 연구자들에게
11:29
of as many많은 researchers연구원 as possible가능한.
260
677381
2889
이 칩들을 보낼 수 있겠죠.
11:32
And this is key to the potential가능성 of that technology과학 기술.
261
680270
4216
이것이야말로
그 기술의 잠재력을 푸는 열쇠입니다.
11:36
Now let me show보여 주다 you our instrument악기.
262
684486
2537
이제 기기를 하나 보여드리죠.
11:39
This is an instrument악기 that our engineers엔지니어
263
687023
1989
이 기기는 우리 기술자들이
11:41
are actually사실은 prototyping프로토 타이핑 right now in the lab,
264
689012
2618
지금 연구실에서 시제품으로 만들고 있는데
11:43
and this instrument악기 is going to give us
265
691630
2309
이 기기는
11:45
the engineering공학 controls통제 수단 that we're going to require요구하다
266
693939
2459
장기를 넣은 칩을
10개 이상 연결할 때 필요한
11:48
in order주문 to link링크 10 or more organ오르간 chips작은 조각 together함께.
267
696398
4168
공학적인 조작을 할 수 있게 합니다.
11:52
It does something else그밖에 that's very important중대한.
268
700566
2229
또한 다른 아주 중요한 일을 하는데
11:54
It creates창조하다 an easy쉬운 user사용자 interface인터페이스.
269
702795
2844
쓰기 쉬운 사용자 인터페이스(사용자가 컴퓨터와
대화하기 위한 기호나 명령 체계)를 만드는 것입니다.
11:57
So a cell세포 biologist생물 학자 like me can come in,
270
705639
2990
그래서 저같은 세포 생물학자가 들어와서
12:00
take a chip, put it in a cartridge탄약통
271
708629
2008
칩을 카트리지에 넣고
12:02
like the prototype원기 you see there,
272
710637
1932
시제품에서 보시는 바와 같이
12:04
put the cartridge탄약통 into the machine기계
273
712569
2071
카트리지를 기계 안으로 넣습니다.
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
여러분이 씨디를 넣고
12:08
and away you go.
275
716128
1132
물러서듯이 말이죠.
12:09
Plug플러그 and play놀이. Easy쉬운.
276
717260
2749
꽂으면 작동됩니다. 쉽죠.
12:12
Now, let's imagine상상하다 a little bit비트
277
720009
2514
이제 미래가
12:14
what the future미래 might look like
278
722523
1379
어떨지 조금 상상해 보죠.
12:15
if I could take your stem줄기 cells세포들
279
723902
2413
여러분한테서 줄기 세포를 채취해서
12:18
and put them on a chip,
280
726315
1440
칩속에 넣습니다.
12:19
or your stem줄기 cells세포들 and put them on a chip.
281
727755
3219
즉 여러분의 줄기 세포를 칩에 넣는것입니다.
12:22
It would be a personalized개인화 된 chip just for you.
282
730974
3501
그건 여러분 자신만을 위한 맞춤형 칩이 되겠죠.
12:26
Now all of us in here are individuals개인,
283
734475
3208
여기 있는 우리는 개별적이고
12:29
and those individual개인 differences차이점들 mean
284
737683
2838
개인차는
12:32
that we could react반응하다 very differently다르게
285
740521
2442
약물에 대해 아주 다르게
반응할 수 있다는 뜻이며
12:34
and sometimes때때로 in unpredictable예측할 수없는 ways to drugs약제.
286
742963
4247
때로는 예상치 못한 반응을
일으킬 수도 있다는 것입니다.
12:39
I myself자기, a couple of years연령 back,
had a really bad나쁜 headache두통,
287
747210
4568
저 자신은 몇 년전에
아주 심한 두통이 있어서
12:43
just couldn't할 수 없었다 shake떨림 it, thought,
"Well, I'll try something different다른."
288
751778
2413
참을 수가 없었습니다. 그래서
"뭔가 다른 걸 시도해봐야지"라고 생각했죠.
12:46
I took~했다 some Advil애드 빌. Fifteen열 다섯 minutes의사록 later후에,
289
754191
2135
저는 '애드빌'을 먹었는데, 15분 뒤에는
12:48
I was on my way to the emergency비상 사태 room
290
756326
1880
급성 천식 발작으로
12:50
with a full-blown본격적인 asthma천식 attack공격.
291
758206
1893
응급실로 실려가고 있었습니다.
12:52
Now, obviously명백하게 it wasn't아니었다. fatal치명적인,
292
760099
1830
분명히 치명적이지는 않았지만
12:53
but unfortunately운수 나쁘게, some of these
293
761929
3173
불행하게도 이러한
12:57
adverse불리한 drug reactions반응들 can be fatal치명적인.
294
765102
3609
부작용들중 일부는
치명적일 수도 있습니다.
13:00
So how do we prevent막다 them?
295
768711
1941
그렇다면 어떻게
이런 일을 방지할 수 있을까요?
13:02
Well, we could imagine상상하다 one day
296
770652
2580
음, 우리는 언젠가
13:05
having Geraldine제랄딘 on a chip,
297
773232
2343
'제랄딘 칩',
13:07
having Danielle다니엘 on a chip,
298
775575
1749
'다니엘 칩' 등
13:09
having you on a chip.
299
777324
1473
'자신의 칩'을 가질 수 있는 날을
상상할 수 있습니다.
13:10
Personalized맞춤형 medicine의학. Thank you.
300
778797
2388
개개인에 맞는 맞춤약이죠.
고맙습니다.
13:13
(Applause박수 갈채)
301
781185
4154
(박수)
Translated by Surie Lee
Reviewed by Sanghyun Hahn

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ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com