TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Nina Tandon: Czy inżynieria tkankowa może doprowadzić do zidywidualizowanej medycyny?
Filmed:
Readability: 5.3
1,204,216 views
Nasze ciała całkowicie się między sobą różnią i bardzo miło się o tym myśli, dopóki nie musimy zacząć się leczyć - wtedy okazuje się, że na każde ciało lek działa zupełnie inaczej, często w nieprzewidywalny sposób. Nina Tandon zajmująca się inżynierią tkankową opowiada o możliwym rozwiązaniu: używaniu pluripotencjalnych komórek macierzystych do wytwarzania zindywidualizowanych modeli narządów, na których możemy testować nowe leki i sposoby leczenia i przechowywaniu ich na chipach komputerowych. (Czyli w najwyższym stopniu zindywidualizowana medycyna.)
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
Chciałabym pokazać wam wideo paru modeli,
00:18
I work with.
1
2888
1589
z którymi pracuję.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Wszystkie mają idealne wymiary i ani grama tłuszczu.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
Wspomniałam już, że są cudowne?
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
I że są modelami naukowymi?
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Jak może już zgadliście, zajmuję się inżynierią tkankową,
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
a to wideo przedstawia jedno z bijących serc,
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
które wytworzyłam w laboratorium.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
I mamy nadzieję, że pewnego dnia te tkanki
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
posłużą jako części zamienne dla ludzkiego ciała.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Ale dziś opowiem wam o tym,
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
jak świetnymi modelami są te tkanki.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Pomyślmy o procesie wytwarzania leków.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Po opracowaniu formuły leku testuje się go laboratoryjnie, później na zwierzętach,
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
a później robi się esperyment kliniczny, można to nazwać testami na ludziach,
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
zanim lek trafi na rynek.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Zabiera to dużo czasu i pieniędzy,
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
a i tak, nawet jeśli lek trafi już na rynek, zdarza się,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
że działa on w nieprzewidywalny sposób i ostatecznie szkodzi ludziom.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
I im później się to okazuje, tym gorsze są konsekwencje.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Wszystko to sprowadza się do dwóch problemów. Po pierwsze, ludzie nie są szczurami,
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
po drugie, mimo tego, że jesteśmy bardzo do siebie nawzajem podobni,
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
te małe różnice między mną i tobą
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
mają ogromny wpływ na to jak metabolizujemy leki
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
i w jaki sposób te leki na nas działają.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
Więc co by było gdybyśmy mieli lepsze modele w laboratoriach,
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
nie tylko lepsze w udawaniu nas od szczurów,
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
ale także odzwierciedlające naszą różnorodność?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Zobaczmy jak można to osiągnąć za pomocą inżynierii tkankowej.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
Jedną z najważniejszych technologii jest coś,
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
co nazywa się indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Zostały one opracowane dość niedawno w Japonii.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
Dobra, indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Pod wieloma względami przypominają embrionalne komórki macierzyste,
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
z wyjątkiem ich kontrowersji.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
Indukujemy komórki, powiedzmy, komórki skóry,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
dodając do nich trochę genów, hodując je,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
a później je zbierając.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Czyli są to komórki skóry, które możemy wprowadzić,
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
przez rodzaj amnezji komórkowej, w stan embrionalny.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Więc pozbywamy się kontrowersji, to fajna rzecz numer jeden.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
Fajna rzecz numer dwa: możesz z nich wyhodować każdy rodzaj tkanki:
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
mózg, serce, wątrobę, rozumiecie,
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
ale ze swoich własnych komórek.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
Więc robimy model twojego serca, albo mózgu
02:23
on a chip.
45
127170
2632
na chipie.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
Generowanie tkanek, których gęstość i zachowanie da się przewidzieć
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
to druga część i naprawdę zbliży to nas
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
do używania tych modeli przy produkcji nowych leków.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
A tutaj widzicie schemat bioreaktora nad którym pracujemy w naszym laboratorium,
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
który pomoże nam wytwarzać tkanki w bardziej modułowy, mierzalny sposób.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
Pójdźmy dalej: wyobraźcie sobie bardziej rozbudowaną wersję tego reaktora
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
z tysiącami fragmentów ludzkiej tkanki.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
To byłoby jak robienie testów klinicznych na chipie.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Kolejna rzecz jeśli chodzi o indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste:
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
jeśli pobierzemy trochę komórek skóry od
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
kogoś z jakąś chorobą genetyczną
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
i wytworzymy z nich tkanki
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
możemy użyć technik inżynierii tkankowej
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
do wytworzenia w laboratorium modeli dla tych chorób.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Oto przykład z laboratorium Kevina Eggana z Harvardu.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Wygenerował neurony
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
z tych indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
pobranych od pacjentów ze stwardnieniem zanikowym bocznym
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
i wydzielił z nich pojedyncze neurony, i co jest zdumiewające
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
te neurony też wykazują objawy choroby.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Więc z takimi modelami chorób, możemy walczyć
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
szybciej niż kiedykolwiek przedtem i zrozumieć te choroby lepiej
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
niż kiedykolwiek przedtem i może wynajdywać leki jeszcze szybciej.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
To kolejny przykład komórek macierzystych charakterystycznych dla pacjenta,
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
które zostały wytworzone z komórek kogoś z retinopatią barwnikową.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
To jest choroba polegająca na degeneracji siatkówki.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
Ta choroba występuje w mojej rodzinie i mamy nadzieję,
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
że takie komórki pomogą nam znaleźć lekarstwo.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Niektórzy myślą, że te modele może wyglądają dobrze,
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
ale pytają: "Czy one są naprawdę tak dobre jak szczury?"
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
W końcu szczur jest całym organizmem,
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
ze ściśle współpracującymi ze sobą narządami.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Lek na serce może być metabolizowany w wątrobie
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
i niektóre produkty uboczne mogą odkładać się w tłuszczu.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
Czy pamiętacie o tym przy tworzeniu tych modeli?
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
I to jest właśnie kolejny trend w naszej nauce.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
Łącząc inżynierię tkankową z mikrofluidyką,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
właśnie w tym kierunku się rozwijamy,
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
chcemy stworzyć model całego ekosystemu ciała,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
z różnymi układami narządów, żeby można było
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
sprawdzić jak lek, który bierzesz na problemy z ciśnieniem
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
może wpłynąć na twoją wątrobę, lub jaki wpływ antydepresanty będą miały na twoje serce.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Takie układy są bardzo trudne do zbudowania, ale już zaczynamy to robić,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
więc uważajcie.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Ale to jeszcze nie wszystko, bo jak lek już jest zatwierdzony,
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
inżynieria tkankowa może nam pomóc rozwinąć bardziej spersonalizowane leczenie.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
To jest przykład, który może was kiedyś dotknąć,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
mam nadzieję, że to się nigdy nie stanie,
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
bo wyobraźcie sobie, że kiedyś dostajecie taki telefon,
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
lekarz mówi wam, że możecie mieć raka.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
Nie wolelibyście najpierw sprawdzić czy te leki, które
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
będziecie brać zadziałają w waszym przypadku?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
To jest przykład z laboratorium Karen Burg, gdzie
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
zabarwiają komórki raka piersi
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
i badają ich rozwój i leczenie.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
Niektórzy nasi koledzy na uniwersytecie Tuftsa mieszają modele
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
takie jak ten z kością wytworzoną w laboratorium, żeby zobaczyć jak rak
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
może się rozprzestrzeniać z jednej części ciała do drugiej,
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
i możecie sobie wybrazić, że te wielotkankowe układy
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
będą przedmiotem następnej generacji tego typu badań.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
Więc myśląc o tych modelach, które właśnie omówiliśmy,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
możecie zobaczyć, że inżynieria tkankowa
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
już szykuje się do tego, żeby zrewolucjonizować badania na lekach
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
na każdym ich etapie:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
robimy modele chorób żeby opracować lepsze formuły leków,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
rozbudowane układy ludzkiej tkanki pomogą nam zrewolucjonizować badania laboratoryjne,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
ograniczyć testy na zwierzętach i testy kliniczne na ludziach,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
zindywidualizowane leczenie , które zakłóca to,
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
co mogliśmy przedtem uważać za rynek.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
W skrócie, w ogromnym stopniu przyspieszamy ten proces
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
między opracowaniem molekuły, a sprawdzeniem,
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
jak będzie się ona zachowywała w ludzkim ciele.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Sposób w jaki to robimy to w zasadzie transformacja
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
biotechologii i farmakologii w informatykę,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
co pomaga nam szybciej wynajdować i oceniać leki,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
taniej i bardziej efektywnie.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
To zupełnie nowe znaczenie modeli przeciwko testom na zwierzętach, prawda?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Dziękuję.
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