TEDMED 2009
Anthony Atala: Growing new organs
Anthony Atala despre creşterea de organe
Filmed:
Readability: 4
1,913,459 views
Laboratorul de ultimă generaţie al lui Anthony Atala produce organe pentru corpul uman -- de la muşchi până la vase de sânge, vezici şi altele. La TEDMED, ne arată materiale video ale bio-inginerilor săi lucrând cu aparate desprinse din domeniul ştiinţifico-fantastic, incluzând un bioreactor ca un cuptor (încălzit la 37ºC) şi o maşinărie care "tipăreşte" ţesut celular uman.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
This is actually a painting
0
0
3000
Aceasta este o pictură
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
3000
3000
aşezata în Biblioteca Countway de la Facultatea de Medicină Harvard.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
6000
4000
Şi arată primul transplant făcut vreodată.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
10000
3000
În faţă, îl vedeţi pe Joe Murray
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
13000
2000
pregătindu-l pe pacient pentru transplant
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
15000
2000
în timp ce în spatele camerei îl vedeţi pe Hartwell Harrison,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
17000
3000
şeful secţiei de Urologie la Harvard,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
20000
2000
preluând rinichiul.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
22000
2000
Rinichiul a fost cu adevarat primul organ
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
24000
2000
care a fost transplantat de la un om.
00:41
That was back in 1954,
10
26000
3000
Aceasta s-a întâmplat în 1954.
00:44
55 years ago.
11
29000
2000
Acum 55 de ani
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
31000
3000
încă se confruntau cu multe din aceleaşi provocări
00:49
as many decades ago.
13
34000
2000
ca şi acum multe decenii.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
36000
3000
Cu siguranţă am avansat, s-au salvat multe vieţi.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
39000
4000
Dar încă există un mare deficit de organe.
00:58
In the last decade the number of patients
16
43000
3000
În ultimul deceniu numărul de pacienţi
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
46000
3000
care aşteaptă un transplant s-a dublat.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
49000
2000
În timp ce, în acelaşi timp, numărul de transplanturi efectuate
01:06
has remained almost entirely flat.
19
51000
3000
a rămas aproape în totalitate egal cu acea perioadă.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
54000
2000
Aceasta are legătură cu populaţia noastră care îmbătrâneşte.
01:11
We're just getting older.
21
56000
2000
Îmbătrânim.
01:13
Medicine is doing a better job
22
58000
3000
Medicina îşi face treaba mai bine
01:16
of keeping us alive.
23
61000
2000
şi ne ţine în viaţă.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
63000
3000
Dar pe măsură ce îmbătrânim, organele noastre cedează mai des.
01:21
So, that's a challenge,
25
66000
2000
Iar asta e o provocare,
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
68000
2000
nu doar pentru organe ci şi pentru ţesuturi.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
70000
3000
Încercăm să înlocuim pancreasul,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
73000
5000
încercăm sa înlocuim nervii pentru a ne fi de ajutor în boala Parkinson.
01:33
These are major issues.
29
78000
2000
Acestea sunt probleme majore.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
80000
4000
Avem o statistică uimitoare.
01:39
Every 30 seconds
31
84000
2000
La fiecare 30 de secunde
01:41
a patient dies from diseases
32
86000
3000
un pacient moare din cauza a diferite boli
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
89000
4000
ce ar fi putut fi tratate prin regenerarea ţesutului sau înlocuirea lui.
01:48
So, what can we do about it?
34
93000
3000
Ce putem face aşadar?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
96000
2000
Am vorbit astăseara despre celulele stem.
01:53
That's a way to do it.
36
98000
2000
Aceasta e o modalitate de rezolvare.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
100000
5000
Şi totuşi sunt şi alte modalităţi de a procura pacienţilor celule stem,
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
105000
3000
mă refer la tratarea organelor.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
108000
3000
Nu ar fi grozav dacă corpurile noastre s-ar putea regenera ?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
111000
3000
Nu ar fi grozav dacă am putea să valorificăm puterea
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
114000
5000
corpurilor noastre, pentru a ne vindeca ?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
119000
3000
De fapt nu e un concept atât de străin;
02:17
it happens on the Earth every day.
43
122000
4000
pe Pământ se întâmplă în fiecare zi.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
126000
3000
Aceasta este o imagine a unei salamandre.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
129000
4000
Salamandrele au această capacitate uimitoare de a se regenera.
02:28
You see here a little video.
46
133000
2000
Vedeţi acest filmuleţ.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
135000
4000
Această salamandră are o rană la un membru.
02:34
And this is actually real photography,
48
139000
2000
Sunt fotografii reale,
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
141000
3000
făcute la anumite intervale, care arătă cum se regenerează membrul
02:39
in a period of days.
50
144000
2000
în câteva zile.
02:41
You see the scar form.
51
146000
2000
Vedeţi cum se formează cicatricea.
02:43
And that scar actually grows out
52
148000
3000
Şi cum cicatricea formează in afara sa
02:46
a new limb.
53
151000
2000
un nou membru.
02:48
So, salamanders can do it.
54
153000
2000
Deci salamandrele pot face asta.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
155000
3000
De ce nu putem şi noi? De ce regenerarea nu se petrece şi la oameni ?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
158000
4000
De fapt, ne putem regenera.
02:57
Your body has many organs
57
162000
4000
Corpul are multe organe
03:01
and every single organ in your body
58
166000
2000
şi fiecare dintre ele
03:03
has a cell population
59
168000
2000
are o populaţie de celule
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
170000
5000
care este pregătită sa înlocuiască celulele moarte. Se întâmplă în fiecare zi.
03:10
As you age, as you get older.
61
175000
3000
Pe măsură ce îmbătrânim.
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
178000
3000
Oasele se regenerează la fiecare 10 ani.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
181000
3000
Pielea se regenerează la fiecare două săptămâni.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
184000
2000
Deci corpul se regenerează constant.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
186000
2000
Provocarea apare atunci când există o vătămare.
03:23
At the time of injury or disease,
66
188000
3000
Atunci când intervine o vătămare sau o boala,
03:26
the body's first reaction
67
191000
3000
prima reacţie a corpului
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
194000
3000
este de a o izola de restul corpului.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
197000
2000
De fapt vrea să lupte împotriva infecţiei,
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
199000
4000
şi să se izoleze, fie că e vorba de organele din interiorul corpului,
03:38
or your skin, the first reaction
71
203000
3000
sau de piele, prima reacţie
03:41
is for scar tissue to move in,
72
206000
2000
este formarea ţestutului cicatrizant,
03:43
to seal itself off from the outside.
73
208000
4000
pentru a se izola de exterior.
03:47
So, how can we harness that power?
74
212000
2000
Deci cum ne putem folosi de acea putere ?
03:49
One of the ways that we do that
75
214000
2000
Una din metodele prin care putem face asta
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
216000
5000
este să folosim biomateriale inteligente.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
221000
3000
Care e mecanismul ? Aici, în partea stângă,
03:59
you see a urethra which was injured.
78
224000
2000
vedeţi o uretră lezată.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
226000
4000
Acesta este canalul care conectează vezica de exteriorul corpului.
04:05
And you see that it is injured.
80
230000
2000
Şi puteţi observa că este lezată.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
232000
4000
Am descoperit că putem folosi aceste biomateriale inteligente,
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
236000
3000
ca pe o punte.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
239000
3000
Dacă construieşti acea punte, şi o izolezi
04:17
from the outside environment,
84
242000
2000
de mediul exterior,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
244000
3000
atunci se crează acea punte, şi celulele
04:22
that regenerate in your body,
86
247000
2000
care se regenerează în interiorul corpului,
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
249000
4000
pot traversa această punte, şi să-i urmărească forma.
04:28
That's exactly what you see here.
88
253000
2000
Ceea ce vedeţi este exact asta.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
255000
2000
Este de fapt un biomaterial inteligent
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
257000
2000
pe care l-am folosit pentru tratarea acestui pacient.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
259000
3000
Aceasta a fost o uretră cu o leziune pe partea stângă.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
262000
2000
Am folosit acel biomaterial din mijloc.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
264000
3000
Şi apoi, şase luni mai târziu, pe partea dreaptă
04:42
you see this reengineered urethra.
94
267000
2000
a apărut această uretră reinventată.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
269000
2000
Se pare că regenerarea corpului se poate petrece,
04:46
but only for small distances.
96
271000
3000
dar numai pe distanţe mici.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
274000
3000
Eficienţa maximă a regenerării se atinge pe distanţe
04:52
is only about one centimeter.
98
277000
2000
de numai un centimetru.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
279000
3000
Aşa că, putem utiliza aceste biomateriale
04:57
but only for about one centimeter
100
282000
3000
dar numai pentru aproximativ un centimetru
05:00
to bridge those gaps.
101
285000
2000
pentru a crea o punte deasupra leziunilor.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
287000
3000
Deci, ne regenerăm, dar pe distanţe limitate.
05:05
What do we do now,
103
290000
2000
Ce facem însă,
05:07
if you have injury for larger organs?
104
292000
3000
cu leziunile la organe mai mari ?
05:10
What do we do when we have injuries
105
295000
2000
Ce facem când avem leziuni
05:12
for structures which are much larger
106
297000
2000
la structuri care sunt mult mai mari
05:14
than one centimeter?
107
299000
2000
de un centimetru ?
05:16
Then we can start to use cells.
108
301000
3000
Putem să folosim aceste celule.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
304000
3000
Strategia aici este că atunci când pacientul vine la noi
05:22
with a diseased or injured organ,
110
307000
2000
cu un organ bolnav sau lezat,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
309000
3000
poţi preleva o bucată foarte mică de ţesut de la acel organ,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
312000
3000
mai mică decât jumătate de timbru poştal,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
315000
3000
poţi destrăma apoi acel ţesut,
05:33
and look at its basic components,
114
318000
2000
şi te poţi uita la componentele sale de bază,
05:35
the patient's own cells,
115
320000
2000
la celulele pacientului,
05:37
you take those cells out,
116
322000
2000
scoţi acele celule,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
324000
4000
le creşti şi le extinzi în afara corpului în cantităţi mari,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
328000
3000
şi apoi folosim materiale-schelet.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
331000
3000
Pentru ochiul liber acestea pare a fi o bucată din bluza ta,
05:49
or your shirt, but actually
120
334000
2000
sau din tricoul tău, însă
05:51
these materials are fairly complex
121
336000
3000
aceste materiale sunt foarte complexe
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
339000
3000
şi sunt proiectate să se degradeze în interiorul corpului.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
342000
2000
Se dezintegrează câteva luni mai târziu.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
344000
3000
Acţionează numai ca un mijloc de ghidare al celulei.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
347000
2000
Aduc celulele in corp. Permit
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
349000
2000
celulelor să regenereze un ţesut nou,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
351000
4000
şi odata ce ţesutul a fost regenerat schela dispare.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
355000
3000
Asta i-am făcut acestei bucăţi de muşchi.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
358000
2000
Aici vă arătăm o bucată de muşchi şi cum am trecut prin
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
360000
3000
textura ţesutului pentru a crea acest muşchi.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
363000
2000
Luăm celulele, le înmulţim,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
365000
2000
plasăm celulele pe structura-schelă,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
367000
3000
şi apoi mutăm schela înapoi în pacient.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
370000
3000
Dar înainte de a muta structura-schelă în pacient,
06:28
we actually exercise it.
135
373000
3000
o antrenăm.
06:31
We want to make sure that we condition
136
376000
2000
Vrem să ne asigurăm că pregătim
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
378000
2000
acest muşchi ca să ştie ce să facă
06:35
once we put it into the patient.
138
380000
2000
îndată ce îl punem în pacient.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
382000
2000
Asta e ceea ce vedeţi aici. Vedeţi
06:39
this muscle bio-reactor
140
384000
2000
acest bio-reactor de muşchi care
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
386000
4000
antrenează efectiv muşchiul prin mişcări faţă-spate.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
390000
4000
OK. Vedem aici structuri plate,
06:49
the muscle.
143
394000
2000
muşchiul.
06:51
What about other structures?
144
396000
2000
Cum se petrec lucrurile la alte structuri ?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
398000
3000
Acesta este un vas de sânge pe care l-am confecţionat.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
401000
3000
Foarte asemănător cu ceea ce făcusem, dar un pic mai complex.
06:59
Here we take a scaffold,
147
404000
2000
Luăm o schelă,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
406000
4000
iar schela poate fi foarte bine ca o foaie de hârtie.
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
410000
2000
Şi apoi formăm un tub din această schelă.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
412000
4000
Folosim aceeaşi strategie pentru a crea un vas de sânge.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
416000
4000
Un vas de sânge este alcătuit din două tipuri diferite de celule.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
420000
3000
luăm celule de muşchi, le lipim
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
423000
2000
sau căptuşim exteriorul cu aceste celule ale muşchiului,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
425000
3000
operaţie care seamăna foarte mult, dacă vreţi, cu pregătirea blatului de tort.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
428000
3000
Aşezăm aceste celule ale muşchiului pe exterior.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
431000
5000
În interior aşezăm celulele care căptuşesc vasul de sînge.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
436000
2000
Avem acum o structură-schelet complet pregătită.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
438000
3000
O s-o punem într-un dispozitiv cu rol de cuptor.
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
441000
2000
Sunt aceleaşi condiţii ca şi în cazul corpului uman,
07:38
37 degrees centigrade,
160
443000
2000
37 de grade Celsius
07:40
95 percent oxygen.
161
445000
2000
95% oxigen.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
447000
4000
Apoi o antrenăm, aşa cum aţi văzut pe caseta asta.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
451000
3000
Aici, în dreapta, vedeţi o arteră carotidă care a fost astfel construită.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
454000
3000
E artera care pleacă de la gât la creier.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
457000
3000
Iar aici este o radiografie care vă înfăţişează
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
460000
3000
invenţia, vasul de sînge în funcţiune.
07:58
More complex structures
167
463000
2000
Structuri mai complexe
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
465000
3000
cum sunt vasele de sânge, uretrele, pe care vi le-am prezentat
08:03
they're definitely more complex
169
468000
2000
sunt evident mai complicate
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
470000
2000
pentru că avem de a face cu două tipuri diferite de celule.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
472000
2000
Însă ele acţionează mai mult drept canale.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
474000
2000
Permit fluidului sau aerului să le străbată
08:11
at steady states.
173
476000
2000
la intervale regulate.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
478000
2000
Nu sunt însă nici pe departe atât de complexe ca organele goale.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
480000
3000
Organele goale au un grad de complexitate mult mai mare
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
483000
3000
deoarece li se cere să acţioneze la comandă.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
486000
3000
Vezica este, iată, un astfel de organ.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
489000
3000
Folosim aceeaşi strategie, luăm o bucată foarte mică din vezică,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
492000
2000
mai mică decât jumătate de timbru poştal.
08:29
We then tease the tissue apart
180
494000
2000
apoi destrămam acel ţesut
08:31
into its two individual cell components,
181
496000
2000
în cele două tipuri individuale de celule care îl compun,
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
498000
3000
muşchi şi aceste celule specializate ale vezicii.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
501000
3000
Producem aceste celule în cantităţi mari în afara corpului.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
504000
3000
E nevoie de vreo patru săptămâni ca să crească aceste celule din organ.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
507000
3000
Apoi luăm schela, căreia îi dăm forma unei vezici.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
510000
4000
Aşezăm în interior aceste celule de căptuşeală ale vezicii.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
514000
3000
Acoperim exteriorul cu aceste celule de muşchi.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
517000
3000
O punem la loc în acest dispozitiv cu rol de cuptor.
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
520000
3000
După şase până la opt săptămâni de la momentul prelevării acestei bucăţi de ţesut
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
523000
3000
organul poate fi mutat înapoi, în corpul pacientului.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
526000
3000
Asta demonstrează că structura-schelă,
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
529000
4000
materialul, e căptuşită pe ambele feţe cu celule.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
533000
3000
Când am făcut primul protocol pentru aceşti pacienţi
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
536000
3000
am creat, în realitate, o structura-schelă pentru fiecare pacient.
09:14
We brought patients in,
195
539000
2000
Apoi am adus pacienţii,
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
541000
3000
cu şase până la opt săptămâni înainte de operaţia programată, am făcut radiografii,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
544000
3000
şi apoi am alcătuit o schelă exact de mărimea acelui pacient
09:22
pelvic cavity.
198
547000
2000
a cavităţii pelviene.
09:24
For the second phase of the trials
199
549000
2000
Pentru cea de-a doua fază a protocoalelor
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
551000
3000
am folosit mărimi diferite, mici, medii, mari şi foarte mari.
09:29
(Laughter)
201
554000
3000
(râsete)
09:32
It's true.
202
557000
2000
E real.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
559000
3000
Şi cred că oricine de aici ar vrea o mărime XL, am dreptate?
09:37
(Laughter)
204
562000
2000
(râsete)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
564000
3000
Aşa, vezicile sunt categoric un pic mai complexe
09:42
than the other structures.
206
567000
2000
decât celelalte structuri.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
569000
3000
Există însă şi alte organe goale care au o complexitate sporită.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
572000
3000
Să luăm drept exemplu valva cardiacă pe care am proiectat-o.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
575000
3000
Aceeaşi strategie am urmat-o şi în felul în care am proiectat această valvă cardiacă.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
578000
2000
Luăm schela, o însămânţăm cu celule,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
580000
4000
şi puteţi vedea aici cum aripioarele valvei se deschid şi se închid.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
584000
3000
Le-am antrenat înainte de implant.
10:02
Same strategy.
213
587000
2000
Aceeaşi strategie.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
589000
2000
Şi acum despre cele mai complexe organe care sunt cele solide.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
591000
2000
La organele solide complexitatea apare
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
593000
4000
pentru că sunt folosite mult mai multe celule pe centimetru.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
597000
2000
Să luăm de pildă un organ solid cum e urechea.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
599000
2000
Acum îi plantăm cartilajul.
10:16
That's the oven-like device;
219
601000
3000
Ăsta e dispozitivul cu rol de cuptor;
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
604000
2000
odată ce suprafaţa este căptuşită se aşează aici.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
606000
5000
Apoi, peste câteva săptămâni, scoatem eşafodajul cartilajului.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
611000
2000
Aici proiectăm nişte degete.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
613000
3000
Sunt aşezate pe straturi, câte un strat odată,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
616000
3000
mai întâi osul, apoi umplem cavităţile cu cartilaj.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
619000
2000
Apoi începem să aşezăm muşchiul deasupra.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
621000
2000
Astfel procedăm, strat peste strat, cu aceste structuri solide.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
623000
3000
Încă odată, e vorba de organe destul de complexe
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
626000
3000
dar, de departe, cele mai complexe organe solide
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
629000
4000
sunt cele vascularizate, puternic vascularizate,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
633000
2000
de o mulţime vase de sânge,
10:50
organs such as the heart,
231
635000
3000
organe cum sunt inima,
10:53
the liver, the kidneys.
232
638000
3000
ficatul, rinichii,
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
641000
2000
e numai un exemplu – există mai multe strategii
10:58
to engineer solid organs.
234
643000
2000
pentru crearea de organe solide.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
645000
2000
Iată o altă strategie. Folosim un printer.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
647000
4000
Şi în loc să folosim cerneală folosim – tocmai aţi văzut cartuşul cu cerneală -
11:06
we just use cells.
237
651000
2000
folosim celule.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
653000
2000
Acesta este un printer tipic.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
655000
3000
El reproduce această inimă cu două camere,
11:13
one layer at a time.
240
658000
2000
imprimând câte un strat odată.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
660000
4000
Vedeţi cum acolo apare inima. Procesul de tipărire durează cam 40 de minute,
11:19
and about four to six hours later
242
664000
2000
şi după patru până la şase ore
11:21
you see the muscle cells contract.
243
666000
3000
vedeţi cum se contractă celulele muşchiului.
11:24
(Applause)
244
669000
6000
(aplauze)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
675000
4000
Această tehnologie a fost concepută de Tao Ju, care a lucrat la institutul nostru.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
679000
2000
Fireşte, este încă un program experimental,
11:36
not for use in patients.
247
681000
3000
nu se foloseşte la pacienţi.
11:39
Another strategy that we have followed
248
684000
2000
O altă strategie pe care am urmat-o
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
686000
2000
a fost folosirea organelor din care s-au scos celulele.
11:43
We actually take donor organs,
250
688000
3000
Folosim organe de la donatori,
11:46
organs that are discarded,
251
691000
2000
organe care sunt înlăturate,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
693000
2000
şi la care folosim detergenţi foarte uşori
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
695000
3000
pentru a elimina toate elementele celulelor din aceste organe.
11:53
So, for example on the left panel,
254
698000
2000
Iată, de exemplu, în diapozitivul din stânga,
11:55
top panel, you see a liver.
255
700000
2000
cel de sus, vedeţi un ficat.
11:57
We actually take the donor liver,
256
702000
2000
Prelevăm ficatul donatorului,
11:59
we use very mild detergents,
257
704000
2000
folosim detergenţi foarte uşori,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
706000
4000
şi în acest fel scoatem toate celulele
12:05
out of the liver.
259
710000
2000
din ficat.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
712000
3000
Peste două săptămâni putem chiar să ridicăm acest organ,
12:10
it feels like a liver,
261
715000
2000
îi percepem structura de ficat,
12:12
we can hold it like a liver,
262
717000
2000
îl simţim că e ficat,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
719000
3000
arată ca un ficat dar nu are celule.
12:17
All we are left with
264
722000
2000
Tot ceea ce avem
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
724000
3000
este scheletul ficatului, dacă pot să mă exprim astfel,
12:22
all made up of collagen,
266
727000
2000
alcătuit din colagen,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
729000
2000
un material care se găseşte în corpul nostru şi care nu este respins.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
731000
2000
Îl putem folosi de la un pacient la altul.
12:28
We then take this vascular structure
269
733000
2000
Apoi luăm această structură vasculară
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
735000
4000
şi putem dovedi că păstrăm resursa vasului de sânge.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
739000
2000
Cum vedeţi, e vorba, de fapt, de o floroscopie.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
741000
3000
Acum injectăm substanţa de contrast în organ.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
744000
4000
Puteţi vedea cum începe. Injectăm substanţa de contrast în organ,
12:43
into this decellularized liver.
274
748000
2000
în ficatul fără celule.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
750000
3000
Observaţi arborele vascular care rămâne intact.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
753000
3000
We then take the cells, the vascular cells,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
756000
2000
celulele vaselor de sânge, perfuzăm arborele vascular
12:53
with the patient's own cells.
278
758000
2000
cu propriile celule ale pacientului.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
760000
2000
Perfuzăm învelişul ficatului cu
12:57
with the patient's own liver cells.
280
762000
2000
propriile celule ale ficatului pacientului.
12:59
And we can then create functional livers.
281
764000
2000
Şi apoi reuşim să creăm ficaturi funcţionale.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
766000
2000
Acesta este lucrul pe care îl vedeţi.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
768000
4000
E încă în fază experimentală. Dar deja reuşim să reproducem funcţionalitatea
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
772000
3000
structurii hepatice în mod experimental.
13:10
For the kidney,
285
775000
2000
În ce priveşte rinichiul,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
777000
4000
aşa cum vă spuneam la prima imagine pe care v-am arătat-o,
13:16
the first slide I showed you,
287
781000
2000
la primul diapozitiv pe care vi l-am arătat,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
783000
3000
90% din pacienţii de pe lista de aşteptare pentru transplant
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
786000
2000
aşteaptă un rinichi, 90%.
13:23
So, another strategy we're following
290
788000
2000
Din acest motiv, o altă strategie pe care o folosim
13:25
is actually to create wafers
291
790000
2000
este crearea unor vafe
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
792000
4000
pe care le depozităm una într-alta, ca un acordeon dacă vreţi.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
796000
3000
Deci punem aceste vafe una într-alta folosind celulele rinichiului.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
799000
3000
Şi apoi puteţi vedea aceşti rinichi miniaturali pe care i-am reprodus.
13:37
They are actually making urine.
295
802000
2000
Chiar produc urină.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
804000
4000
Şi, din nou, micile structuri, sarcina noastră este să le facem mai mari,
13:43
and that is something we're working on
297
808000
2000
la asta lucrăm
13:45
right now at the institute.
298
810000
2000
chiar acum la institut.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
812000
3000
Unul din lucrurile pe care am vrut să vi le prezint
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
815000
4000
este ce înseamnă strategia pe care o urmărim în medicina regenerării.
13:54
If at all possible,
301
819000
2000
Dacă chiar e posibil
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
821000
3000
ne-ar plăcea să folosim biomateriale inteligente
13:59
that we can just take off the shelf
303
824000
2000
pe care să le putem da jos de pe raft
14:01
and regenerate your organs.
304
826000
2000
şi să ne regenerăm organele.
14:03
We are limited with distances right now,
305
828000
2000
În momentul de faţă suntem limitaţi de distanţe
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
830000
4000
dar ţelul nostru în timp este să le mărim.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
834000
2000
Dacă nu putem folosi biomateriale inteligente
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
836000
2000
atunci să putem folosi chiar propriile celule.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
838000
2000
De ce? Pentru că ele nu vor fi respinse.
14:15
We can take cells from you,
310
840000
2000
Prelevăm celule,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
842000
3000
creem structura, o punem la loc în organism, ea nu va fi respinsă.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
845000
4000
Şi, dacă e posibil, cel mai bine ar fi să folosim celulele specifice fiecărui organ.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
849000
3000
Dacă aveţi o trahee bolnavă
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
852000
2000
am prefera să prelevăm celule din traheea dvs.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
854000
3000
Dacă aveţi un pancreas bolnav
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
857000
2000
am prefera să prelevăm celule din acel organ.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
859000
3000
De ce? Fiindcă preferăm să prelevăm acele celule
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
862000
3000
despre care ştim deja că sunt de tipul de care aveţi nevoie.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
865000
3000
O celulă de trahee e deja recunoscută ca celulă de trahee.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
868000
3000
Nu mai trebuie să o învăţăm să devină alt tip de celulă.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
871000
2000
Preferăm deci celule specifice organelor.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
873000
3000
Azi se pot obţine celule de la aproape fiecare organ din corpul nostru,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
876000
3000
cu excepţia unora la care încă avem nevoie de celule stem,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
879000
4000
cum ar fi inima, ficatul, nervii şi pancreasul.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
883000
3000
Pentru acelea încă e nevoie de celule stem.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
886000
3000
Dacă nu putem folosi celule stem din corpul pacientului
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
889000
3000
atunci preferăm să folosim celule stem de la donator.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
892000
2000
Preferăm acele celule care nu vor fi respinse
15:09
and will not form tumors.
329
894000
2000
şi care nu vor crea formaţiuni tumorale.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
896000
2000
De asemenea folosim pe scară largă celulele stem despre care
15:13
published on two years ago,
331
898000
2000
am publicat articole acum doi ani,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
900000
2000
celule stem din lichidul amniotic
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
902000
4000
şi din placentă, care au acele proprietăţi.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
906000
3000
De aceea aş vrea să vă împărtăşesc
15:24
some of the major challenges we have.
335
909000
4000
unele din provocările majore cărora trebuie să le facem faţă.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
913000
2000
Vedeţi, tocmai v-am înfăţişat această prezentare, totul pare perfect,
15:30
everything works. Actually no,
337
915000
2000
totul funcţionează. De fapt nu e aşa,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
917000
2000
aceste tehnologii nu sunt deloc uşoare.
15:34
Some of the work you saw today
339
919000
2000
Unele din realizările pe care le-aţi văzut azi
15:36
was performed by over 700 researchers
340
921000
3000
au necesitat munca a peste 700 de cercetători
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
924000
3000
din institutul nostru pe parcursul a 20 de ani.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
927000
2000
Sunt, deci, tehnologii foarte dificile.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
929000
3000
Odată ce ai găsit formula corectă poţi să o reproduci.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
932000
2000
Dar durează foarte mult să ajungi acolo.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
934000
2000
Din cauza asta îmi place întotdeauna să prezint această caricatură.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
936000
2000
Cum să opreşti un poştalion.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
938000
2000
Vedeţi aici vizitiul,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
940000
2000
care porneşte, în desenul de sus,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
942000
2000
şi merge la punctele A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
944000
2000
În cele din urmă opreşte poştalionul.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
946000
3000
Aceştia sunt oamenii de ştiinţă,
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
949000
2000
la fund se află mai întotdeauna chirurgii.
16:06
(Laughter)
353
951000
4000
(râsete)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
955000
2000
Eu sunt chirurg aşa că nu mi se pare atât de amuzant.
16:12
(Laughter)
355
957000
1000
(râsete)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
958000
4000
Însă metoda A reprezintă, de fapt, abordarea corectă.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
962000
3000
Iar ceea ce vreau să zic cu asta este că întotdeauna când am lansat o tehnologie
16:20
to the clinic,
358
965000
2000
la clinică,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
967000
3000
am căutat să fim absolut siguri că am utilizat-o mai întâi
16:25
in the laboratory before we ever
360
970000
2000
în laborator înainte de a
16:27
launch these technologies to patients.
361
972000
2000
folosi aceste procedee la pacienţi.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
974000
2000
Când folosim aceste tehnologii la pacienţi
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
976000
5000
vrem să fim siguri că ne-am pus o întrebare foarte dificilă.
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
981000
3000
Dacă suntem gata să implantăm asta la cel drag nouă, la propriul copil,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
984000
3000
la propriul membru al familiei şi numai apoi continuăm.
16:42
Because our main goal, of course,
366
987000
2000
Fiindcă, bineînţeles, obiectivul nostru principal
16:44
is first, to do no harm.
367
989000
3000
este mai întâi acela de a nu face rău.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
992000
2000
Am să vă arăt acum un filmuleţ extrem de scurt.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
994000
3000
este un clip de cinci secunde despre un pacient
16:52
who received one of the engineered organs.
370
997000
2000
care a primit unul din organele proiectate.
16:54
We started implanting some of these structures
371
999000
2000
Am început implantarea unora din aceste structuri
16:56
over 14 years ago.
372
1001000
2000
cu peste 14 ani în urmă.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1003000
2000
De aceea avem acum pacienţi care se mişcă în jur cu organe,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1005000
4000
organe proiectate artificial, de mai bine de 10 ani.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1009000
2000
Vă voi arăta un clip al unei tinere.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1011000
3000
Ea avea un defect de spina bifida, o anormalitate a cordului spinal.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1014000
3000
Ea nu prezenta o vezică normală. Ceea ce urmează e un fragment preluat de la CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1017000
2000
Numai cinci secunde.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1019000
5000
E un fragment de care s-a ocupat Sanjay Gupta.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1024000
2000
Video: Kaitlyn M: Sunt fericită. Mi-a fost frică întotdeauna
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1026000
3000
că o să păţesc ceva, un accident sau ceva de felul acesta.
17:24
And now I can just go and
382
1029000
3000
Iar acum pot să merg şi
17:27
go out with my friends,
383
1032000
2000
să ies cu prietenii mei,
17:29
go do whatever I want.
384
1034000
2000
să fac orice îmi doresc.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1037000
3000
Anthony Atala: În ultimă instanţă promisiunea medicinei regenerative
17:35
is a single promise.
386
1040000
2000
este o promisiune sinceră.
17:37
And that is really very simple,
387
1042000
3000
Şi este una realmente foarte simplă,
17:40
to make our patients better.
388
1045000
2000
să-i însănătoşim pe pacienţii noştri.
17:42
Thank you for your attention.
389
1047000
2000
Vă mulţumesc pentru atenţie.
17:44
(Applause)
390
1049000
2000
(aplauze)
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