TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atala sobre cultivar novos órgãos
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O moderno laboratório de Anthony Atala cultiva órgãos humanos - de músculos, a vasos sanguíneos, bexigas e mais. No TEDMED ele mostra-nos algumas imagens dos seus bioengenheiros a trabalharem com algumas gerigonças que parecem ficção científica, incluindo um bioreactor parecido com um forno (pré-aquecer a 37ºC) e uma máquina que "imprime" tecido humano.
Anthony Atala - Surgeon
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
Anthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs. Full bio
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This is actually a painting
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Isto é uma pintura
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that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
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3000
3000
que está pendurada na Biblioteca Countway na Escola de Medicina de Harvard.
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And it shows the first time an organ was ever transplanted.
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6000
4000
Demostra a primeira vez que um órgão foi transplantado.
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In the front, you see, actually, Joe Murray
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10000
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Na frente, vêem o Joe Murray
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getting the patient ready for the transplant,
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2000
a preparar o paciente para o transplante
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while in the back room you see Hartwell Harrison,
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15000
2000
enquanto na sala atrás vêem Hartwell Harrison,
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the Chief of Urology at Harvard,
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17000
3000
o Chefe da Urologia de Harvard,
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actually harvesting the kidney.
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20000
2000
a retirar o rim
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The kidney was indeed the first organ
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22000
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O rim foi mesmo o primeiro órgão
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ever to be transplanted to the human.
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a ser transplantado para um ser humano.
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That was back in 1954,
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Isso foi em 1954.
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55 years ago.
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Há 55 anos
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Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
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eles lidavão com muitos dos mesmos desafios
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as many decades ago.
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de várias décadas atrás
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Certainly many advances, many lives saved.
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Certamente muitos avanços, muitas vidas salvas.
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But we have a major shortage of organs.
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39000
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Mas temos uma enorme falta de órgãos.
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In the last decade the number of patients
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3000
Na última década o número de pacientes
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waiting for a transplant has doubled.
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3000
à espera de transplantes dobrou.
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While, at the same time, the actual number of transplants
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49000
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Enquanto, ao mesmo tempo, o número efectivo de transplantes
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has remained almost entirely flat.
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permaneceu quase o mesmo.
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That really has to do with our aging population.
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2000
Isso tem a ver com o envelhecimento da população.
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We're just getting older.
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Estamos cada vez mais velhos.
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Medicine is doing a better job
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3000
A medicina está a fazer um trabalho melhor
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of keeping us alive.
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2000
a nos manter vivos.
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But as we age, our organs tend to fail more.
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Mas à medida que envelhecemos, os nossos órgãos tendem a falhar mais.
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So, that's a challenge,
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2000
Por essa razão, é um desafio,
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not just for organs but also for tissues.
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não só em relação aos órgãos mas também aos tecidos.
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Trying to replace pancreas,
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70000
3000
A tentar substituir o pâncreas,
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trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
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73000
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a tentar substituir nervos que podem nos ajudar com o mal de Parkinson.
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These are major issues.
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78000
2000
Essas são questões importantes.
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This is actually a very stunning statistic.
30
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4000
Esta é uma estatística verdadeiramente espantosa.
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Every 30 seconds
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84000
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A cada 30 segundos
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a patient dies from diseases
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um paciente morre de doenças
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that could be treated with tissue regeneration or replacement.
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que poderiam ser tratadas com a regeneração ou reposição de tecidos.
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So, what can we do about it?
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93000
3000
E então, que podemos fazer a respeito disso?
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We've talked about stem cells tonight.
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Falamos sobre células estaminais esta noite.
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That's a way to do it.
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98000
2000
Essa é uma maneira de fazer isso.
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But still ways to go to get stem cells into patients,
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100000
5000
Mas ainda temos caminhos a percorrer até conseguirmos que as células estaminais cheguem aos pacientes,
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in terms of actual therapies for organs.
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105000
3000
em termos de terapias efectivas para órgãos.
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Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
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3000
Não seria sensacional se nossos corpos pudessem regenerar-se?
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Wouldn't it be great if we could actually harness the power
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111000
3000
Não seria sensacional de pudéssemos realmente usar o poder
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of our bodies, to actually heal ourselves?
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114000
5000
dos nossos corpos, para efectivamente nos curar-mos a nós mesmos?
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It's not really that foreign of a concept, actually;
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119000
3000
Na realidade não é um conceito tão estranho,
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it happens on the Earth every day.
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122000
4000
isso acontece todos os dias.
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This is actually a picture of a salamander.
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126000
3000
Isto é uma foto de uma salamandra.
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Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
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129000
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As salamandras têm esta capacidade de se regenerarem.
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You see here a little video.
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133000
2000
Vejam aqui um pequeno vídeo.
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This is actually a limb injury in this salamander.
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135000
4000
Esta é uma lesão num membro desta salamandra.
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And this is actually real photography,
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2000
E esta é uma foto de verdade,
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timed photography, showing how that limb regenerates
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141000
3000
uma foto temporizada, que mostra como o membro se regenera
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in a period of days.
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144000
2000
num período de dias.
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You see the scar form.
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2000
Podem ver a cicatriz a formar-se.
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And that scar actually grows out
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148000
3000
Essa cicatriz efectivamente forma
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a new limb.
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um novo membro.
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So, salamanders can do it.
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153000
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Dessa forma, as salamandras conseguem este feito.
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Why can't we? Why can't humans regenerate?
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155000
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Por que não nós? Por que os humanos não se regeneram?
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Actually, we can regenerate.
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158000
4000
Na verdade, nós conseguimos regenerar.
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Your body has many organs
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162000
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Os vossos corpos têm muitos órgãos
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and every single organ in your body
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2000
e cada um dos órgãos de seus corpos
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has a cell population
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2000
tem uma população de células
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that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
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170000
5000
que está pronta a agir no caso de dano. Isso acontece todos os dias.
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As you age, as you get older.
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3000
À medida que você envelhece,
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Your bones regenerate every 10 years.
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178000
3000
Os seus ossos regeneram a cada 10 anos.
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Your skin regenerates every two weeks.
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181000
3000
E a sua pele regenera-se a cada duas semanas,
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So, your body is constantly regenerating.
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184000
2000
Assim, os vossos corpos estão a regenerar-se constantemente.
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The challenge occurs when there is an injury.
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186000
2000
O desafio acontece quando há um ferimento.
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At the time of injury or disease,
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188000
3000
No caso de um ferimento ou doença,
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the body's first reaction
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191000
3000
a primeira reacção do corpo
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is to seal itself off from the rest of the body.
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194000
3000
é isolá-lo do resto do corpo.
03:32
It basically wants to fight off infection,
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197000
2000
Basicamente quer combater a infecção,
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and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
e isolar-se, sejam órgãos internos do seu corpo,
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or your skin, the first reaction
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203000
3000
ou da sua pele, a primeira reacção
03:41
is for scar tissue to move in,
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206000
2000
é o tecido cicatrizante aparecer,
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to seal itself off from the outside.
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208000
4000
para isolar do exterior.
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So, how can we harness that power?
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212000
2000
Então, como podemos dominar esse poder?
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One of the ways that we do that
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214000
2000
Uma das maneiras de fazermos isso
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is actually by using smart biomaterials.
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216000
5000
é usando biomateriais inteligentes.
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How does this work? Well, on the left side here
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221000
3000
Como é que isso funciona? Bem, aqui à esquerda
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you see a urethra which was injured.
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224000
2000
vocês vêem uma uretra danificada.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
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226000
4000
Este é o canal que conecta a bexiga ao exterior do corpo.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
E vocês vêem que está danificada.
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We basically found out that you can use these smart biomaterials
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232000
4000
Nós descobrimos que podemos usar estes biomateriais inteligentes,
04:11
that you can actually use as a bridge.
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236000
3000
que podemos usá-los como uma ponte.
04:14
If you build that bridge, and you close off
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239000
3000
Se construirmos uma ponte e a isolarmos
04:17
from the outside environment,
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242000
2000
do ambiente externo,
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then you can create that bridge, and cells
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244000
3000
podemos criar essa ponte e as células
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that regenerate in your body,
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247000
2000
que regeneram o seu corpo,
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can then cross that bridge, and take that path.
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249000
4000
podem então cruzar a ponte e seguir este caminho.
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That's exactly what you see here.
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253000
2000
Isso é exactamente o que vocês vêem aqui.
04:30
It's actually a smart biomaterial
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255000
2000
Isso é um biomaterial inteligente
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that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
que nós usamos para tratar este paciente.
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This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Isto era uma uretra danificada no lado esquerdo.
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We used that biomaterial in the middle.
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262000
2000
Nós usamos aquele biomaterial no meio.
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And then, six months later on the right-hand side
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264000
3000
E então, seis meses depois no lado direito
04:42
you see this reengineered urethra.
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267000
2000
vocês vêem essa uretra restaurada.
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Turns out your body can regenerate,
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269000
2000
Ao que parece o vosso corpo pode regenerar-se,
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but only for small distances.
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271000
3000
mas apenas para pequenas extensões.
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The maximum efficient distance for regeneration
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274000
3000
A máxima extensão eficiente para regeneração
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is only about one centimeter.
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277000
2000
é apenas da ordem de um centímetro.
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So, we can use these smart biomaterials
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279000
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Então, podemos usar estes biomateriais inteligentes
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but only for about one centimeter
100
282000
3000
mas apenas para cerca de um centímetro
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to bridge those gaps.
101
285000
2000
para servir de ponte nesses vãos.
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So, we do regenerate, but for limited distances.
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287000
3000
Deste modo, nós efectivamente regeneramos, mas para extensões limitadas.
05:05
What do we do now,
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290000
2000
Que fazemos então,
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if you have injury for larger organs?
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292000
3000
se vocês tiverem uma lesão em órgãos maiores?
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What do we do when we have injuries
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295000
2000
O que faremos quando tivermos lesões
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for structures which are much larger
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297000
2000
em estruturas muito maiores
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than one centimeter?
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299000
2000
que um centímetro?
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Then we can start to use cells.
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301000
3000
Então podemos começar a usar células.
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The strategy here, is if a patient comes in to us
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304000
3000
A estratégia aqui é, se um paciente chega a nós
05:22
with a diseased or injured organ,
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307000
2000
com um órgão doente ou danificado,
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you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
tiramos um pedaço pequeno de tecido do órgão,
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less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
menor que a metade de um selo de correio,
05:30
you can then tease that tissue apart,
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315000
3000
podemos então desagregar este tecido,
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
e examinar seus componentes básicos,
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
as próprias células do paciente,
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you take those cells out,
116
322000
2000
podemos separar essas células,
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grow and expand those cells outside the body in large quantities,
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324000
4000
cultivar e expandir essas células fora do corpo, em grandes quantidades,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
e então podemos usar materiais de suporte.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
Ao olho nu parecem um pedaço de uma blusa,
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or your shirt, but actually
120
334000
2000
ou de uma camisa, mas na verdade
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these materials are fairly complex
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336000
3000
esses materiais são bastante complexos
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and they are designed to degrade once inside the body.
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339000
3000
e são preparados para degradar-se quando estiverem dentro do corpo.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
Eles desintegram-se alguns meses depois.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
Funcionam apenas como um veículo de entrega das células.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Trazendo as células para dentro do corpo. Permitem
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
que as células regenerem tecido novo,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
e uma vez que o tecido esteja regenerado, o suporte desaparece.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Foi o que fizemos a este pedaço de músculo.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Isto mostra um pedaço de músculo e como nós passamos pelas
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the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
estruturas para efectivamente construir o músculo.
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We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Pegamos nas células, expandi-mo-las,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
colocamos as células sobre o suporte,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
e então recolocamos o suporte de volta no paciente.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Mas na verdade, antes de colocar o suporte dentro do paciente,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
nós o exercitamos.
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We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Nós queremos ter certeza de que condicionamos
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
este músculo, de modo que ele saiba o que fazer
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
uma vez que nós o coloquemos no paciente.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Isso é o que vocês vêem aqui. Vêem
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
este bio-reator muscular
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actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
efectivamente exercitando o músculo, de um lado para o outro.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
Muito bem. Estas são estruturas planas que vemos aqui,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
o músculo.
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What about other structures?
144
396000
2000
E que tal outras estruturas?
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This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Isto é na verdade um vaso sanguíneo fabricado
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Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Muito semelhante ao que acabamos de ver, mas um pouco mais complicado.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Aqui nós temos um suporte,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
e basicamente -- o suporte pode ser como este pedaço de papel.
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
E nós podemos então fazer um tubo deste suporte.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
E o que nós fazemos é, para fazer um vaso sanguíneo, a mesma estratégia.
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A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Um vaso sanguíneo é feito de dois tipos diferentes de células.
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We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
Pegamos em células musculares, colamos,
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
ou revestimos o exterior com essas células musculares,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
é como cozer uma camada de bolo, se preferirem.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Colocamos as células musculares do lado de fora,
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
Colocamos as células de revestimento do vaso sanguíneo do lado de dentro.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Temos então um suporte completamente semeado.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
Colocamos isso num dispositivo parecido com um forno.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Tem as mesmas condições de um corpo humano,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 graus centígrados,
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95% de oxigénio.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
após isto exercita-mo-lo, como viram naquele vídeo.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
E à vossa direita vêem uma artéria carótida que foi fabricada.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
Esta é a artéria que vai do pescoço até ao cérebro.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
E este é um raio-x que mostra
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
o vaso sanguíneo do paciente, a funcionar.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Estruturas mais complexas
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
tais como vasos sanguíneos, ou uretras, que vos mostrei,
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
são definitivamente mais complexas
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
porque introduzimos dois tipos de células diferentes.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Mas estes órgãos são principalmente canais.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
Que permitem que um fluido ou o ar atravesse
08:11
at steady states.
173
476000
2000
num estado estável.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Não são de longe tão complexas como órgãos ocos.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Órgãos ocos possuem um grau muito mais elevado de complexidade,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
porque esses órgãos são solicitados a actuar sob comando.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Assim, a bexiga é um desses órgãos.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Mesma estratégia, pegamos num pedaço pequeno da bexiga,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
menos da metade do tamanho de um selo de correio.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
Fragmentamos o tecido
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
em dois dos seus componentes de células,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
músculo e estas células especializadas da bexiga.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Cultivamos as células fora do corpo em grandes quantidades.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
Demora quatro semanas a cultivar as células extraídas do órgão.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Então pegamos num suporte moldado como uma bexiga.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Recobrimos o interior com as células de revestimento da bexiga.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Recobrimos o exterior com as células musculares.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
Colocamos de volta no dispositivo semelhante a um forno.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
A partir do momento em que se tira o pedaço de tecido, seis a oito semanas mais tarde
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
podemos colocar o órgão de volta no paciente.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Aqui mostramos o suporte.
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
O material está a ser revestido com as células.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Quando fizemos o primeiro teste clínico para estes pacientes
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
criamos um suporte personalizado para cada paciente.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Trazíamos os pacientes,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
seis a oito semanas antes da data agendada para a cirurgia, fazíamos um raios-x,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
e preparávamos um suporte especificamente para o tamanho
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
da cavidade pélvica do paciente.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Na segunda fase dos testes
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
simplesmente usamos tamanhos diferentes, pequeno, médio, grande e extra-grande.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(Risos)
09:32
It's true.
202
557000
2000
É verdade.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
Tenho a certeza de que todos aqui gostariam de um extra-grande. Certo?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(Risos)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Assim, bexigas são definitivamente um pouco mais complexas
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
do que outras estruturas.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Mas há outros órgãos ocos que são ainda mais complexos que isso.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Esta é uma válvula cardíaca, que nós fabricamos.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
E a maneira de fabricar esta válvula cardíaca é a mesma estratégia.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Temos um suporte, semeamos com as células,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
podem ver aqui, os folhetos da válvula a abrir e a fechar.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
exercita-mo-los antes da implantação.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Mesma estratégia.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
Os mais complicados são os órgãos sólidos.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
Pois os órgãos sólidos, eles são mais complexos
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
pois usamos muito mais células por centímetro.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Este é um órgão sólido simples, como o ouvido.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Ele está a ser semeado com cartilagem.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Este é o dispositivo semelhante a um forno.
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
Uma vez revestido, ele é colocado aqui.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
E então, algumas semanas depois, podemos retirar o suporte de cartilagem.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Estes são dedos que estamos a fabricar.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Estão a ser feitos em camadas, uma de cada vez,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
primeiro o osso, nós preenchemos os vãos com cartilagem.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Depois começamos a adicionar o músculo em cima.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
E então começamos a sobrepor essas estruturas sólidas.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Novamente, órgãos razoavelmente mais complexos,
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
mas de longe, os mais complexos órgãos sólidos
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
são na verdade os vascularizados, muito vascularizados,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
com muitos vasos sanguíneos,
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
órgãos como o coração,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
o fígado, os rins.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
Este é um exemplo -- várias estratégias
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
para fabricar órgãos complexos.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Esta é uma das estratégias. Usamos uma impressora.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
Em vez de usar tinta, usamos -- viram um cartucho de jacto de tinta --
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
nós usamos células.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Esta é efectivamente uma impressora típica.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
Está efectivamente a imprimir este coração de duas câmaras,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
Uma camada de cada vez.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Vêem aqui o coração a sair. Leva por volta de 40 minutos para ser impresso,
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
e umas quatro ou seis horas mais tarde
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
vocês vêem as células musculares contraindo.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(Aplausos)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Esta tecnologia foi desenvolvida por Tao Ju, que trabalhou no nosso instituto.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
E isto ainda é, claro, experimental,
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
não está a ser usado em pacientes.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
Outra estratégia que temos explorado
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
é usar órgãos descelularizados.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Pegamos em órgãos de doadores,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
órgãos que são descartados,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
e então podemos usar detergentes muito suaves
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
para remover todos os elementos das células desses órgãos.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Assim, por exemplo, no painel à esquerda,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
em cima, vêem um fígado.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Pegamos no fígado de um doador,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
usamos detergentes muito suaves,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
e, usando esses detergentes suaves removemos todas as células
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
do fígado.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Duas semanas depois, podemos erguer esse órgão,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
ele tem a consistência de um fígado,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
podemos pegá-lo como um fígado,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
ele parece um fígado, mas não tem células.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Tudo que ficou
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
foi o esqueleto, por assim dizer, do fígado,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
todo feito de colágenio,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
um material que existe no nosso corpo, que não é rejeitado.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Podemos usá-lo de um paciente para outro.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Após isto pegamos na estrutura vascular
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
e podemos provar que nós mantivemos os vasos sanguíneos.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Podem ver, isto é de facto uma fluoroscopia.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Estamos na verdade injectando o contraste no órgão.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Agora vocês podem ver como começa. Estamos injectando o contraste no órgão
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
nesse fígado descelularizado.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
Podem ver a árvore vascular que permanece intacta.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
Pegamos então nas células, as células vasculares,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
células de vasos sanguíneos, nós perfundimos a árvore vascular
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
com as células do próprio paciente.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Perfundimos a parte externa do fígado
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
com as células do próprio fígado do paciente.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
E então conseguimos criar fígados funcionais.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
E isso é o que vocês estão vendo.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
Isto ainda é experimental. Mas somos capazes de reproduzir a funcionalidade
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
da estrutura do fígado.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
No caso do rim,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
como falei da primeira pintura que vocês viram,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
o primeiro slide que vos mostrei,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90% dos pacientes na fila de espera do transplante
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
estão a espera de um rim, 90%.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Assim, outra estratégia que usamos
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
é criar pastilhas finas
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
que nós empilhamos umas sobre as outras, como um acordeão.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Assim, nós empilhamos essas pastilhas juntas, usando as células do rim.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
E então podem ver os rins em miniatura que fabricamos.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Eles estão realmente a criar urina.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Novamente, pequenas estruturas, o nosso desafio é torná-las maiores,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
e isso é uma coisa com que trabalhamos
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
agora mesmo no instituto.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Uma das coisas que eu gostaria de apresentar para vocês
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
é uma estratégia que estamos a arranjar para a medicina regenerativa.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Se for possível de algum modo
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
nós realmente gostaríamos de usar biomateriais inteligentes
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
que podem ser simplesmente encontrados numa prateleira
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
e regenerar órgãos.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
Estamos limitados pelas dimensões com que trabalhamos,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
mas a nossa meta é aumentar realmente essas distâncias com o tempo.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Se não pudermos usar biomateriais inteligentes,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
então seria melhor usar as suas próprias células.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
Porque? Porque elas não serão rejeitadas.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Nós podemos tirar as vossas células,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
criar a estrutura, colocá-la de volta e elas não serão rejeitadas.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
E se for possível, preferimos usar as células do seu órgão específico.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Se você se encontra com uma doença na traqueia
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
nós preferimos tirar células da sua traqueia.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Se vocês tem um pâncreas doente
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
nós gostaríamos de pegar nas células desse órgão.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
Porquê? Porque é melhor pegar nessas células
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
que já sabem que esses são os tipos de célula que vocês precisam.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
Uma célula de traqueia já sabe que é uma célula de traqueia.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Nós não precisamos de ensiná-la para transformar-se noutro tipo de célula.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Assim, preferimos células específicas dos órgãos.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
E hoje podemos obter células de quase todos os órgãos do nosso corpo,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
excepto algumas para as quais ainda precisamos de células-tronco,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
como coração, fígado, nervos e pâncreas.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
Para essas ainda precisamos de células-tronco.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Se não podemos usar células-tronco do vosso próprio corpo
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
então gostaríamos de usar células-tronco de doadores.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
E preferimos células que não serão rejeitadas
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
e que não vão formar tumores.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
Estamos a trabalhar muito com as células tronco sobre as quais
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
nós publicamos há dois anos,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
células-tronco do fluido amniótico,
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
e da placenta, que possuem essas propriedades.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
Então, neste momento, gostaria de vos dizer
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
alguns dos maiores desafios que temos.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
acabei de mostrar a vocês esta apresentação, tudo parece tão bom,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
tudo funciona. Na verdade, não,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
essas tecnologias não são realmente tão fáceis.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Alguns dos trabalhos que vocês viram hoje
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
foram realizados por mais de 700 pesquisadores
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
em nosso instituto por um período de 20 anos.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Essas são tecnologias muito difíceis.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Uma vez que se consegue a fórmula certa, é possível replicá-la.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Mas é muito difícil chegar lá.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Por isso, sempre gosto de mostrar estes desenhos.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Isto demonstra como parar uma carruagem fora de controlo.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
Aqui vêem o condutor da carruagem,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
e ai vai ele no painel de cima,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
e ele vai de A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
Finalmente ele para a carruagem.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
E esses são geralmente os cientistas básicos
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
Os de baixo são geralmente os cirurgiões.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(Risos)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Como eu sou um cirurgião, isso não é assim tão engraçado.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(Risos)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Mas na verdade o método A é a abordagem correta.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
E o que quero dizer com isso é que em qualquer ocasião em que lancemos uma dessas tecnologias
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
para a clínica,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
certificamos-nos de que estamos a fazer tudo aquilo que podemos
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
no laboratório antes de
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
lançar essas tecnologias para os pacientes.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
E quando lançamos essas tecnologias para pacientes
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
queremos ter a certeza de que nos a nós mesmo uma questão muito difícil.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Estas pronto a colocar isto numa pessoa que amas, no teu próprio filho,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
num membro da tua própria família, e só ai prosseguimos.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Pois a nossa principal meta, certamente,
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
a primeira delas, é não fazer mal.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Vou vos mostrar agora, um clipe curto,
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
Um clipe de cinco segundos de um paciente
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
que recebeu um dos órgãos fabricados.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Começamos a implantar algumas destas estruturas
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
há mais de 14 anos.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
temos então pacientes que agora andam por aí com órgãos,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
órgãos fabricados, há mais de 10 anos, do mesmo modo.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Vou mostrar um clip de uma jovem senhora.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Ela tinha um defeito de espinha bífida, uma anomalia da medula espinhal.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Ela não tinha uma bexiga normal. Este é um segmento da CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Estamos a usar apenas cinco segundos.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
Este é um segmento do qual Sanjay Gupta realmente cuidou.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Vídeo: Kaitlyn M: Eu estou feliz. Eu estava o tempo todo com medo
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
de que eu tivesse algo como, um acidente ou coisa assim.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
E agora eu simplesmente posso ir, e
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
sair com meus amigos,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
ir e fazer tudo o que eu quiser.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Anthony Atala: Vejam, no final do dia, a promessa da medicina regenerativa
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
é uma promessa única.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
E ela é realmente muito simples,
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
fazer com que os nossos pacientes melhorem.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Obrigado pela vossa atenção.
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Anthony Atala - SurgeonAnthony Atala asks, "Can we grow organs instead of transplanting them?" His lab at the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine is doing just that -- engineering over 30 tissues and whole organs.
Why you should listen
Anthony Atala is the director of the Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, where his work focuses on growing and regenerating tissues and organs. His team engineered the first lab-grown organ to be implanted into a human -- a bladder -- and is developing experimental fabrication technology that can "print" human tissue on demand.
In 2007, Atala and a team of Harvard University researchers showed that stem cells can be harvested from the amniotic fluid of pregnant women. This and other breakthroughs in the development of smart bio-materials and tissue fabrication technology promises to revolutionize the practice of medicine.
Anthony Atala | Speaker | TED.com