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
TEDGlobal 2012

Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Nina Tandon: Poderá a engenharia de tecidos significar medicina personalizada?

Filmed:
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Cada um dos nossos corpos é totalmente único, o que é um pensamento agradável até termos de tratar uma doença – quando cada corpo reage de forma diferente, muitas vezes imprevisível, em relação ao tratamento padrão. A engenheira de tecidos Nina Tandon fala sobre uma possível solução: usar células estaminais pluripotentes para criar modelos personalizados de órgãos sobre o quais se podem testar novos medicamentos e tratamentos, armazenando-os em chips. (Considerem isto medicina extremamente personalizada).
- Tissue engineering researcher
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 showexposição you a videovídeo of some of the modelsmodelos
0
843
2045
Gostaria de vos mostrar um vídeo de alguns modelos
00:18
I work with.
1
2888
1589
com que trabalho.
00:20
They're all the perfectperfeito sizeTamanho, and they don't have an ounceonça of fatgordo.
2
4477
3538
Têm todos o tamanho perfeito e nenhuma gordura.
00:23
Did I mentionmenção they're gorgeouslinda?
3
8015
2538
Já vos disse que são lindos?
00:26
And they're scientificcientífico modelsmodelos? (LaughsRisos)
4
10553
3130
E que são modelos científicos? (Risos)
00:29
As you mightpoderia have guessedadivinhado, I'm a tissuelenço de papel engineerengenheiro,
5
13683
2343
Como já devem ter calculado,
eu sou uma engenheira de tecidos
00:31
and this is a videovídeo of some of the beatingespancamento heartcoração
6
16026
2449
e este é um vídeo de um coração a bater
00:34
that I've engineeredprojetado in the lablaboratório.
7
18475
2216
que criei em laboratório.
00:36
And one day we hopeesperança that these tissuestecidos
8
20691
1882
Um dia esperamos que estes tecidos
00:38
can serveservir as replacementsubstituição partspartes for the humanhumano bodycorpo.
9
22573
2944
possam substituir partes do corpo humano.
00:41
But what I'm going to tell you about todayhoje
10
25517
2280
Mas o que irei falar-vos hoje
00:43
is how these tissuestecidos make awesomeimpressionante modelsmodelos.
11
27797
4447
é de como estes tecidos podem ser modelos incríveis.
00:48
Well, let's think about the drugdroga screeningtriagem processprocesso for a momentmomento.
12
32244
2727
Vamos pensar por um momento sobre
o processo de rastreio de medicamentos.
00:50
You go from drugdroga formulationformulação, lablaboratório testingtestando, animalanimal testingtestando,
13
34971
2978
Começa-se pela formulação do medicamento,
fazem-se testes laboratoriais, em animais,
00:53
and then clinicalclínico trialsensaios, whichqual you mightpoderia call humanhumano testingtestando,
14
37949
2503
e depois os ensaios clínicos, a que se
podem chamar testes em humanos,
00:56
before the drugsdrogas get to marketmercado.
15
40452
2265
antes dos medicamentos entrarem no mercado.
00:58
It costscusta a lot of moneydinheiro, a lot of time,
16
42717
3143
Custa muito dinheiro, muito tempo
01:01
and sometimesas vezes, even when a drugdroga hitsexitos the marketmercado,
17
45860
2810
e, por vezes, mesmo quando
o medicamento chega ao mercado,
01:04
it actsatos in an unpredictableimprevisível way and actuallyna realidade hurtsdói people.
18
48670
3935
atua de uma forma imprevisível e,
na verdade, prejudica as pessoas.
01:08
And the latermais tarde it failsfalha, the worsepior the consequencesconsequências.
19
52605
4087
E quanto mais tarde falhar, pior serão as consequências.
01:12
It all boilsferver down to two issuesproblemas. One, humanshumanos are not ratsratos,
20
56692
4184
Tudo isto se resume a duas questões: a primeira,
os seres humanos não são ratos
01:16
and two, despiteapesar de our incredibleincrível similaritiessemelhanças to one anotheroutro,
21
60876
4088
e a segunda, apesar das nossas incríveis semelhanças,
01:20
actuallyna realidade those tinyminúsculo differencesdiferenças betweenentre you and I
22
64964
2441
na verdade aquelas pequenas diferenças entre nós
01:23
have hugeenorme impactsimpactos with how we metabolizemetabolizar drugsdrogas
23
67405
2509
têm um grande impacto na forma
como metabolizamos os medicamentos
01:25
and how those drugsdrogas affectafetar us.
24
69914
1869
e em como estes nos afetam.
01:27
So what if we had better modelsmodelos in the lablaboratório
25
71783
2832
E se tivéssemos melhores modelos no laboratório
01:30
that could not only mimicmímico us better than ratsratos
26
74615
3270
que pudessem não só representar-nos
melhor do que os ratos
01:33
but alsoAlém disso reflectrefletir our diversitydiversidade?
27
77885
3920
mas também refletir a nossa diversidade?
01:37
Let's see how we can do it with tissuelenço de papel engineeringEngenharia.
28
81805
3927
Vejamos como podemos fazê-lo através
da engenharia de tecidos.
01:41
One of the keychave technologiestecnologias that's really importantimportante
29
85732
2529
Uma das tecnologias-chave que é realmente importante
01:44
is what's calledchamado inducedinduzido pluripotentpluripotentes stemhaste cellscélulas.
30
88261
3192
é o que se chama de células estaminais
pluripotentes induzidas.
01:47
They were developeddesenvolvido in JapanJapão prettybonita recentlyrecentemente.
31
91453
2518
Foram desenvolvidas no Japão muito recentemente.
01:49
Okay, inducedinduzido pluripotentpluripotentes stemhaste cellscélulas.
32
93971
2447
Ok, células estaminais pluripotentes induzidas.
01:52
They're a lot like embryonicembrionário stemhaste cellscélulas
33
96418
2113
Assemelham-se bastante às células
estaminais embrionárias
01:54
exceptexceto withoutsem the controversycontrovérsia.
34
98531
2217
exceto sem controvérsias.
01:56
We induceinduzir a cellscélulas, okay, say, skinpele cellscélulas,
35
100748
2899
Nós induzimos células, digamos, células da pele,
01:59
by addingadicionando a fewpoucos genesgenes to them, culturingcultivo them,
36
103647
2507
ao adicionarmo-lhes alguns genes,
mantendo-as em cultura
02:02
and then harvestingda colheita them.
37
106154
1621
e depois recolhê-las.
02:03
So they're skinpele cellscélulas that can be trickedenganou,
38
107775
2707
Portanto, são células da pele que
podem ser "enganadas"
02:06
kindtipo of like cellularcelular amnesiaamnésia, into an embryonicembrionário stateEstado.
39
110482
2784
até um estado embrionário,
como se fosse uma amnésia celular.
02:09
So withoutsem the controversycontrovérsia, that's coollegal thing numbernúmero one.
40
113266
2712
Portanto, não ter a controvérsia,
esta é a primeira vantagem.
02:11
CoolFresco thing numbernúmero two, you can growcrescer any typetipo of tissuelenço de papel
41
115978
2549
A segunda é que se pode desenvolver
qualquer tipo de tecido
02:14
out of them: braincérebro, heartcoração, liverfígado, you get the picturecenário,
42
118527
2555
a partir delas – cérebro, coração, fígado –
02:16
but out of your cellscélulas.
43
121082
2523
mas a partir das vossas próprias células.
02:19
So we can make a modelmodelo of your heartcoração, your braincérebro
44
123605
3565
Ou seja, podemos desenvolver um modelo do vosso coração, do vosso cérebro
02:23
on a chiplasca.
45
127170
2632
num chip.
02:25
GeneratingGerando tissuestecidos of predictableprevisível densitydensidade and behaviorcomportamento
46
129802
2856
Gerar tecidos de densidade e comportamento previsíveis
02:28
is the secondsegundo piecepeça, and will be really keychave towardsem direção
47
132658
2832
é a segunda parte, e será fundamental
02:31
gettingobtendo these modelsmodelos to be adoptedadotado for drugdroga discoverydescoberta.
48
135490
2672
para que estes modelos sejam adotados para
a descoberta de medicamentos.
02:34
And this is a schematicesquemático of a bioreactorbiorreator we're developingem desenvolvimento in our lablaboratório
49
138162
3112
Este é um esquema de um reator biológico
que estamos a desenvolver no nosso laboratório
02:37
to help engineerengenheiro tissuestecidos in a more modularmodular, scalableescalável way.
50
141274
3448
para ajudar os engenheiros de tecidos de uma forma mais modular e progressiva.
02:40
Going forwardprogressivo, imagineImagine a massivelymaciçamente parallelparalelo versionversão of this
51
144722
3399
No futuro, imaginem uma versão paralela maciça disto
02:44
with thousandsmilhares of piecespeças of humanhumano tissuelenço de papel.
52
148121
2337
com milhares de diferentes tecidos humanos.
02:46
It would be like havingtendo a clinicalclínico trialtentativas on a chiplasca.
53
150458
4048
Seria como ter um ensaio clínico num chip.
02:50
But anotheroutro thing about these inducedinduzido pluripotentpluripotentes stemhaste cellscélulas
54
154506
3795
Outra coisa sobre estas células estaminais
pluripotentes induzidas
02:54
is that if we take some skinpele cellscélulas, let's say,
55
158301
2549
é que, se retiramos algumas células da pele, digamos,
02:56
from people with a geneticgenético diseasedoença
56
160850
2176
de pessoas com uma doença genética
02:58
and we engineerengenheiro tissuestecidos out of them,
57
163026
2256
e se desenvolvermos tecidos a partir delas,
03:01
we can actuallyna realidade use tissue-engineeringEngenharia de tecidos techniquestécnicas
58
165282
1968
poderemos, na verdade, usar técnicas
de engenharia de tecidos
03:03
to generategerar modelsmodelos of those diseasesdoenças in the lablaboratório.
59
167250
3401
para gerar modelos dessas doenças em laboratório.
03:06
Here'sAqui é an exampleexemplo from KevinKevin Eggan'sDo Eggan. lablaboratório at HarvardHarvard.
60
170651
3584
Aqui está um exemplo do laboratório
de Kevin Eggan, em Harvard.
03:10
He generatedgerado neuronsneurônios
61
174235
2290
Ele desenvolveu neurónios
03:12
from these inducedinduzido pluripotentpluripotentes stemhaste cellscélulas
62
176525
2715
a partir de células estaminais pluripotentes induzidas
03:15
from patientspacientes who have LouLou Gehrig'sA Gehrig DiseaseDoença,
63
179240
2629
de pacientes com a doença de Lou Gehrig,
03:17
and he differentiateddiferenciado them into neuronsneurônios, and what's amazingsurpreendente
64
181869
2443
diferenciou-as em neurónios, e o que é maravilhoso
03:20
is that these neuronsneurônios alsoAlém disso showexposição symptomssintomas of the diseasedoença.
65
184312
3152
é que esses neurónios também mostram
sintomas da doença.
03:23
So with diseasedoença modelsmodelos like these, we can fightluta back
66
187464
2099
Portanto, com modelos de doenças como estes,
poderemos dar uma resposta
03:25
fasterMais rápido than ever before and understandCompreendo the diseasedoença better
67
189563
2582
mais rápida do que nunca e compreender melhor a doença
03:28
than ever before, and maybe discoverdescobrir drugsdrogas even fasterMais rápido.
68
192145
3963
e, talvez, descobrir medicamentos ainda mais rapidamente.
03:32
This is anotheroutro exampleexemplo of patient-specificpaciente específico stemhaste cellscélulas
69
196108
3380
Este é outro exemplo de células estaminais
de doentes específicos
03:35
that were engineeredprojetado from someonealguém with retinitisRetinite pigmentosapigmentosa.
70
199488
4009
que foram desenvolvidas a partir de alguém
com retinite pigmentosa.
03:39
This is a degenerationdegeneração of the retinaretina.
71
203497
1754
É uma degeneração da retina.
03:41
It's a diseasedoença that runscorre in my familyfamília, and we really hopeesperança
72
205251
2757
É uma doença presente na minha família
e esperamos mesmo
03:43
that cellscélulas like these will help us find a curecura.
73
208008
2224
que células como estas possam ajudar-nos
a encontrar a cura.
03:46
So some people think that these modelsmodelos soundsom well and good,
74
210232
2808
Algumas pessoas pensam que
estes modelos soam muito bem
03:48
but askpergunte, "Well, are these really as good as the ratrato?"
75
213040
3441
mas perguntam: "Será que são realmente
tão boas como o rato?"
03:52
The ratrato is an entireinteira organismorganismo, after all,
76
216481
2988
Afinal, o rato é um organismo completo,
03:55
with interactinginteragindo networksredes of organsórgãos.
77
219469
1706
com redes de interações dos órgãos.
03:57
A drugdroga for the heartcoração can get metabolizedmetabolizado in the liverfígado,
78
221175
3921
Um medicamento para o coração pode ser
metabolizado no fígado
04:00
and some of the byproductssubprodutos maypode be storedarmazenados in the fatgordo.
79
225096
2840
e alguns dos subprodutos poderão ser
armazenados no tecido adiposo.
04:03
Don't you misssenhorita all that with these tissue-engineeredEngenharia de tecidos modelsmodelos?
80
227936
4527
Não está tudo isso em falta com estes
modelos da engenharia de tecidos?
04:08
Well, this is anotheroutro trendtendência in the fieldcampo.
81
232463
2114
Bem, esta é outra moda na área.
04:10
By combiningcombinando tissuelenço de papel engineeringEngenharia techniquestécnicas with microfluidicsmicrofluídica,
82
234577
2867
Ao combinar técnicas de engenharia
de tecidos com os microfluidos,
04:13
the fieldcampo is actuallyna realidade evolvingevoluindo towardsem direção just that,
83
237444
2164
a área está, na verdade, a evoluir para isso,
04:15
a modelmodelo of the entireinteira ecosystemecossistema of the bodycorpo,
84
239608
2506
para um modelo do ecossistema completo do corpo,
04:18
completecompleto with multiplemúltiplo organórgão systemssistemas to be ablecapaz to testteste
85
242114
2400
completo com sistemas de múltiplos órgãos,
para que sejamos capazes de testar
04:20
how a drugdroga you mightpoderia take for your bloodsangue pressurepressão
86
244514
1603
como é que um medicamento que tomamos
para a pressão arterial
04:22
mightpoderia affectafetar your liverfígado or an antidepressantantidepressivo mightpoderia affectafetar your heartcoração.
87
246117
3267
pode afetar o fígado ou como é que um
antidepressivo pode afetar o coração.
04:25
These systemssistemas are really hardDifícil to buildconstruir, but we're just startinginiciando to be ablecapaz to get there,
88
249384
4072
Estes sistemas são realmente difíceis de desenvolver,
mas estamos a começar a ser capazes de lá chegar.
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
Portanto, fiquem atentos!
04:32
But that's not even all of it, because onceuma vez a drugdroga is approvedaprovado,
90
256760
2632
Mas isto não é tudo, porque, quando
um medicamento é aprovado,
04:35
tissuelenço de papel engineeringEngenharia techniquestécnicas can actuallyna realidade help us developdesenvolve more personalizedpersonalizado treatmentstratamentos.
91
259392
3682
as técnicas de engenharia de tecidos podem ajudar-nos
a desenvolver tratamentos mais personalizados.
04:38
This is an exampleexemplo that you mightpoderia careCuidado about somedayalgum dia,
92
263074
3742
Este é um exemplo com que poderão
um dia vir a preocupar-se,
04:42
and I hopeesperança you never do,
93
266816
2120
embora espere que nunca o façam.
04:44
because imagineImagine if you ever get that call
94
268936
2520
Imaginem se um dia recebem aquele telefonema
04:47
that gives you that badmau newsnotícia that you mightpoderia have cancerCâncer.
95
271456
3208
que traz a má notícia de que talvez tenham cancro.
04:50
Wouldn'tNão you ratherem vez testteste to see if those cancerCâncer drugsdrogas
96
274664
2536
Não prefeririam testar se os medicamentos para o cancro
04:53
you're going to take are going to work on your cancerCâncer?
97
277200
2760
que vão tomar, vão ser eficazes no vosso caso?
04:55
This is an exampleexemplo from KarenKaren Burg'sBurg lablaboratório, where they're
98
279960
2422
Este é um exemplo do laboratório de
Karen Burg, onde estão
04:58
usingusando inkjetjato de tinta technologiestecnologias to printimpressão breastpeito cancerCâncer cellscélulas
99
282382
2906
a utilizar tecnologias de impressoras
para imprimir células de cancro da mama
05:01
and studyestude its progressionsprogressões and treatmentstratamentos.
100
285288
2471
e estudar a sua progressão e tratamentos.
05:03
And some of our colleaguescolegas at TuftsTufos are mixingmisturando modelsmodelos
101
287759
2553
Alguns dos nossos colegas em Tufts
estão a combinar modelos como este
05:06
like these with tissue-engineeredEngenharia de tecidos boneosso to see how cancerCâncer
102
290312
3088
com ossos da engenharia de tecidos
para ver como é que o cancro
05:09
mightpoderia spreadespalhar from one partparte of the bodycorpo to the nextPróximo,
103
293400
2720
poderá passar de uma parte do corpo para outra.
05:12
and you can imagineImagine those kindstipos of multi-tissuetecido multi chipssalgadinhos
104
296120
2384
E conseguem imaginar que aqueles
chips de multi-tecidos
05:14
to be the nextPróximo generationgeração of these kindstipos of studiesestudos.
105
298504
2985
vão ser a próxima geração deste tipo de estudos.
05:17
And so thinkingpensando about the modelsmodelos that we'venós temos just discusseddiscutido,
106
301489
2422
Portanto, pensando sobre os modelos
de que acabámos de falar,
05:19
you can see, going forwardprogressivo, that tissuelenço de papel engineeringEngenharia
107
303911
1913
conseguem perceber que, para o futuro,
a engenharia de tecidos
05:21
is actuallyna realidade poisedpronta to help revolutionizerevolucionar a drugdroga screeningtriagem
108
305824
2456
está realmente pronta para ajudar a revolucionar
o desenvolvimento de medicamentos
05:24
at everycada singlesolteiro stepdegrau of the pathcaminho:
109
308280
2778
em cada etapa do processo:
05:26
diseasedoença modelsmodelos makingfazer for better drugdroga formulationsformulações,
110
311058
2574
modelos de doenças a contribuir para melhores
formulações dos medicamentos,
05:29
massivelymaciçamente parallelparalelo humanhumano tissuelenço de papel modelsmodelos helpingajudando to revolutionizerevolucionar a lablaboratório testingtestando,
111
313632
3871
modelos de tecidos humanos em grande escala
a ajudar a revolucionar os testes laboratoriais,
05:33
reducereduzir animalanimal testingtestando and humanhumano testingtestando in clinicalclínico trialsensaios,
112
317503
4225
redução da experimentação animal e
dos ensaios clínicos em humanos,
05:37
and individualizedindividualizado therapiesterapias that disruptperturbe
113
321728
1692
e terapias individualizadas que podem mudar
05:39
what we even considerconsiderar to be a marketmercado at all.
114
323420
3588
o que nós consideramos hoje ser um mercado.
05:42
EssentiallyEssencialmente, we're dramaticallydramaticamente speedingexcesso de velocidade up that feedbackcomentários
115
327008
2544
Basicamente, estamos a acelerar
drasticamente o feedback
05:45
betweenentre developingem desenvolvimento a moleculemolécula and learningAprendendo about
116
329552
2323
entre desenvolver uma molécula e perceber como
05:47
how it actsatos in the humanhumano bodycorpo.
117
331875
2349
é que ela atua no corpo humano.
05:50
Our processprocesso for doing this is essentiallyessencialmente transformingtransformando
118
334224
2328
O nosso processo é, essencialmente, transformar
05:52
biotechnologybiotecnologia and pharmacologyFarmacologia into an informationem formação technologytecnologia,
119
336552
4861
a biotecnologia e a farmacologia numa
tecnologia de informação,
05:57
helpingajudando us discoverdescobrir and evaluateAvalie drugsdrogas fasterMais rápido,
120
341413
2979
ajudando-nos a descobrir e a avaliar medicamentos
de uma forma mais rápida,
06:00
more cheaplybarato and more effectivelyefetivamente.
121
344392
3216
mais barata e mais eficaz.
06:03
It gives newNovo meaningsignificado to modelsmodelos againstcontra animalanimal testingtestando, doesn't it?
122
347608
4080
Isto dá um novo significado aos modelos contra
a experimentação animal, não dá?
06:07
Thank you. (ApplauseAplausos)
123
351688
6815
Obrigada. (Aplausos)
Translated by Ana Cruz
Reviewed by Debora Policarpo

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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

More profile about the speaker
Nina Tandon | Speaker | TED.com

Data provided by TED.

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