TEDxBoston
Geraldine Hamilton: Body parts on a chip
Джеральдина Гамильтон: Части тела на чипе
Filmed:
Readability: 4.1
1,644,547 views
Относительно легко представить новое лекарство, лучшее средство от какого-то заболевания. Сложность заключается в его тестировании, которое может отсрочить запуск многообещающих лекарств на годы. В этом хорошо аргументированном выступлении Джеральдина Гамильтон демонстрирует, как её лаборатория создаёт органы и части тела на чипе, простые структуры со всеми необходимыми элементами для тестирования новых лекарственных препаратов — и даже сделанных на заказ препаратов для одного конкретного человека. (Снято на TEDxBoston)
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:12
We have a global health challenge
0
368
2137
Сегодня перед нами
проблема здравоохранения
проблема здравоохранения
00:14
in our hands today,
1
2505
1692
мирового масштаба:
00:16
and that is that the way we currently
2
4197
3060
современный способ поиска
00:19
discover and develop new drugs
3
7257
2925
и разработки новых лекарств
00:22
is too costly, takes far too long,
4
10182
4178
слишком дорогостоящий,
занимает слишком много времени
занимает слишком много времени
00:26
and it fails more often than it succeeds.
5
14360
3714
и является провальным
чаще, чем успешным.
чаще, чем успешным.
00:30
It really just isn't working, and that means
6
18074
3377
Он просто не работает, а это значит,
00:33
that patients that badly need new therapies
7
21451
3047
что пациенты, которым крайне
необходимы новые виды терапии,
необходимы новые виды терапии,
00:36
are not getting them,
8
24498
1711
их не получают,
00:38
and diseases are going untreated.
9
26209
3498
а болезни не излечены.
00:41
We seem to be spending more and more money.
10
29707
3083
Кажется, что мы тратим
всё больше и больше денег.
всё больше и больше денег.
00:44
So for every billion dollars we spend in R&D,
11
32790
4096
На каждый миллиард долларов,
вложенный в исследования и разработку,
вложенный в исследования и разработку,
00:48
we're getting less drugs approved into the market.
12
36886
3829
мы получаем всё меньше
одобренных на рынке лекарств.
одобренных на рынке лекарств.
00:52
More money, less drugs. Hmm.
13
40715
3217
Больше денег, меньше лекарств.
Хм-м-м.
Хм-м-м.
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
Так что же происходит?
00:57
Well, there's a multitude of factors at play,
15
45852
2595
Существует множество факторов,
01:00
but I think one of the key factors
16
48447
2021
но, я думаю,
одним из ключевых является то,
одним из ключевых является то,
01:02
is that the tools that we currently have
17
50468
2397
что те инструменты, какие
на данный момент доступны нам
на данный момент доступны нам
01:04
available to test whether a drug is going to work,
18
52865
4083
для тестирования, будет ли
лекарство работать,
лекарство работать,
01:08
whether it has efficacy,
19
56948
1389
эффективно ли оно,
01:10
or whether it's going to be safe
20
58337
1766
или будет ли оно безопасно
01:12
before we get it into human clinical trials,
21
60103
3552
до того, как мы начнём проводить с ним
клинические испытания на людях,
клинические испытания на людях,
01:15
are failing us. They're not predicting
22
63655
2151
нас подводят.
Они не предсказывают,
Они не предсказывают,
01:17
what's going to happen in humans.
23
65806
3228
что будет происходить в людях.
01:21
And we have two main tools available
24
69034
2723
В нашем распоряжении есть
01:23
at our disposal.
25
71757
2014
два главных доступных инструмента.
01:25
They are cells in dishes and animal testing.
26
73771
4041
Это — клеточные колонии
и тестирование на животных.
и тестирование на животных.
01:29
Now let's talk about the first one, cells in dishes.
27
77812
3320
Поговорим о первом: клеточные колонии.
01:33
So, cells are happily functioning in our bodies.
28
81132
3153
Клетки успешно
функционируют в наших телах.
функционируют в наших телах.
01:36
We take them and rip them out
29
84285
2055
Мы берём и вытаскиваем их
01:38
of their native environment,
throw them in one of these dishes,
throw them in one of these dishes,
30
86340
2949
из их родной среды,
бросаем их на одно из этих блюдец
бросаем их на одно из этих блюдец
01:41
and expect them to work.
31
89289
1585
и ждём, что они будут работать.
01:42
Guess what. They don't.
32
90874
2193
Знаете что? Они не работают.
01:45
They don't like that environment
33
93067
1662
Им не нравится эта среда,
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
потому как она
совсем не похожа на ту,
совсем не похожа на ту,
01:48
what they have in the body.
35
96361
2676
что была у них внутри тела.
01:51
What about animal testing?
36
99037
2071
Как насчёт тестирования на животных?
01:53
Well, animals do and can provide
37
101108
2885
Животные могут обеспечить и обеспечивают
01:55
extremely useful information.
38
103993
2262
чрезвычайно важной информацией.
01:58
They teach us about what happens
39
106255
1709
Они учат нас тому, что происходит
01:59
in the complex organism.
40
107964
2329
в сложном организме.
02:02
We learn more about the biology itself.
41
110293
3008
Мы узнаём больше о биологии как таковой.
02:05
However, more often than not,
42
113301
2898
Однако, чаще, чем хотелось бы,
02:08
animal models fail to predict
what will happen in humans
what will happen in humans
43
116199
4216
животные модели терпят неудачу
в предсказывании реакции людей
в предсказывании реакции людей
02:12
when they're treated with a particular drug.
44
120415
3186
на лечение конкретным лекарством.
02:15
So we need better tools.
45
123601
2379
Нам нужны лучшие инструменты.
02:17
We need human cells,
46
125980
1753
Нужны человеческие клетки,
02:19
but we need to find a way to keep them happy
47
127733
2750
но нужно найти способ
поддерживать их счастливыми
поддерживать их счастливыми
02:22
outside the body.
48
130483
1591
за пределами тела.
02:24
Our bodies are dynamic environments.
49
132074
2906
Наши тела — это динамические среды.
02:26
We're in constant motion.
50
134980
1840
Мы находимся в постоянном движении.
02:28
Our cells experience that.
51
136820
2191
И наши клетки это ощущают.
02:31
They're in dynamic environments in our body.
52
139011
2809
Они живут в динамической среде в теле.
02:33
They're under constant mechanical forces.
53
141820
2755
Они находятся под постоянным
воздействием механических сил.
воздействием механических сил.
02:36
So if we want to make cells happy
54
144575
2456
И если мы хотим сделать
клетки счастливыми
клетки счастливыми
02:39
outside our bodies,
55
147031
1429
вне тела,
02:40
we need to become cell architects.
56
148460
2526
нам нужно стать
клеточными архитекторами.
клеточными архитекторами.
02:42
We need to design, build and engineer
57
150986
4344
Нужно придумать,
разработать и спроектировать
разработать и спроектировать
02:47
a home away from home for the cells.
58
155330
3231
дом вдали от дома для клеток.
02:50
And at the Wyss Institute,
59
158561
1674
В Институте Висс
02:52
we've done just that.
60
160235
1938
мы это сделали.
02:54
We call it an organ-on-a-chip.
61
162173
3024
Мы называем это «орган-на-чипе».
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
Один из них у меня вот тут.
02:58
It's beautiful, isn't it?
But it's pretty incredible.
But it's pretty incredible.
63
166988
2815
Красиво, не так ли?
Но это просто удивительно.
Но это просто удивительно.
03:01
Right here in my hand is a breathing, living
64
169803
4500
Прямо здесь у меня в руке
дышащее, живущее
дышащее, живущее
03:06
human lung on a chip.
65
174303
2658
человеческое лёгкое на чипе.
03:08
And it's not just beautiful.
66
176961
2128
И это не только красиво.
03:11
It can do a tremendous amount of things.
67
179089
2440
Он может делать
огромное количество вещей.
огромное количество вещей.
03:13
We have living cells in that little chip,
68
181529
3779
На этом маленьком чипе
у нас живые клетки,
у нас живые клетки,
03:17
cells that are in a dynamic environment
69
185308
2550
клетки, которые в динамической среде
03:19
interacting with different cell types.
70
187858
3081
взаимодействуют
с различными видами клеток.
с различными видами клеток.
03:22
There's been many people
71
190939
1639
Множество людей пытались
03:24
trying to grow cells in the lab.
72
192578
1861
вырастить клетки в лаборатории.
03:26
They've tried many different approaches.
73
194439
3156
Пробовали разные подходы.
03:29
They've even tried to grow
little mini-organs in the lab.
little mini-organs in the lab.
74
197595
2627
Даже пытались вырастить
маленькие мини-органы в лаборатории.
маленькие мини-органы в лаборатории.
03:32
We're not trying to do that here.
75
200222
1549
Мы это делать не пытаемся.
03:33
We're simply trying to recreate
76
201771
2126
Мы просто стараемся воссоздать
03:35
in this tiny chip
77
203897
1577
на этом крошечном чипе
03:37
the smallest functional unit
78
205474
3017
мельчайший функциональный блок,
03:40
that represents the biochemistry,
79
208491
2554
представляющий собой биохимию,
03:43
the function and the mechanical strain
80
211045
3124
функцию и механическую нагрузку,
03:46
that the cells experience in our bodies.
81
214169
3516
которые клетки
испытывают в нашем теле.
испытывают в нашем теле.
03:49
So how does it work? Let me show you.
82
217685
3032
Как же это работает?
Позвольте мне вам показать.
Позвольте мне вам показать.
03:52
We use techniques from the computer chip
83
220717
2634
Мы применяем методы отрасли
03:55
manufacturing industry
84
223351
1633
по производству компьютерных чипов,
03:56
to make these structures at a scale
85
224984
2197
чтобы создать эти
конструкции в масштабе,
конструкции в масштабе,
03:59
relevant to both the cells and their environment.
86
227181
2896
соответствующем как клеткам,
так и их среде.
так и их среде.
04:02
We have three fluidic channels.
87
230077
2064
У нас есть 3 жидкостных канала.
04:04
In the center, we have a porous, flexible membrane
88
232141
3712
В центра установлена
пористая подвижная мембрана,
пористая подвижная мембрана,
04:07
on which we can add human cells
89
235853
2063
на которую можно
поместить клетку человека,
поместить клетку человека,
04:09
from, say, our lungs,
90
237916
1344
например, из лёгкого,
04:11
and then underneath, they had capillary cells,
91
239260
2487
а под ними есть капиллярные клетки —
04:13
the cells in our blood vessels.
92
241747
1788
клетки из наших кровеносных сосудов.
04:15
And we can then apply mechanical forces to the chip
93
243535
4320
И затем мы можем приложить
механические силы к чипу,
механические силы к чипу,
04:19
that stretch and contract the membrane,
94
247855
2829
растягивающие и сжимающие
мембрану таким образом, что
мембрану таким образом, что
04:22
so the cells experience the same mechanical forces
95
250684
3097
клетки испытывают
те же механические силы,
те же механические силы,
04:25
that they did when we breathe.
96
253781
2933
что они испытывают, когда мы дышим.
04:28
And they experience them how they did in the body.
97
256714
3160
И испытывают их
тем же самым образом, что и в теле.
тем же самым образом, что и в теле.
04:31
There's air flowing through the top channel,
98
259874
2400
Есть поступающий
через верхний канал воздух,
через верхний канал воздух,
04:34
and then we flow a liquid that contains nutrients
99
262274
3349
а ещё мы добавляем жидкость,
содержащую питательные вещества,
содержащую питательные вещества,
04:37
through the blood channel.
100
265623
2839
через кровеносный канал.
04:40
Now the chip is really beautiful,
101
268462
2372
Чип действительно красивый,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
но что можно с ним делать?
04:44
We can get incredible functionality
103
272931
2324
Мы можем получить
невероятные возможности
невероятные возможности
04:47
inside these little chips.
104
275255
1751
внутри таких маленьких чипов.
04:49
Let me show you.
105
277006
1506
Позвольте продемонстрировать вам.
04:50
We could, for example, mimic infection,
106
278512
2631
Мы можем, например,
имитировать инфекцию,
имитировать инфекцию,
04:53
where we add bacterial cells into the lung.
107
281143
3536
вводя бактериальные клетки в лёгкое.
04:56
then we can add human white blood cells.
108
284679
2932
Затем мы можем добавить
белые кровяные клетки человека.
белые кровяные клетки человека.
04:59
White blood cells are our body's defense
109
287611
2591
Белые кровяные клетки —
защита нашего организма
защита нашего организма
05:02
against bacterial invaders,
110
290202
1368
против бактериальных захватчиков,
05:03
and when they sense this
inflammation due to infection,
inflammation due to infection,
111
291570
3169
и когда они чувствуют это
воспаление из-за инфекции,
воспаление из-за инфекции,
05:06
they will enter from the blood into the lung
112
294739
2857
они входят из крови в лёгкое
05:09
and engulf the bacteria.
113
297596
1915
и поглощают бактерии.
05:11
Well now you're going to see this happening
114
299511
2248
Сейчас вы увидите это вживую,
05:13
live in an actual human lung on a chip.
115
301759
3310
на настоящем
человеческом лёгком на чипе.
человеческом лёгком на чипе.
05:17
We've labeled the white blood cells
so you can see them flowing through,
so you can see them flowing through,
116
305069
3543
Мы промаркировали белые кровяные клетки
так, чтобы вы могли их видеть,
так, чтобы вы могли их видеть,
05:20
and when they detect that infection,
117
308612
2161
и когда они выявляют эту инфекцию.
05:22
they begin to stick.
118
310773
1397
они начинают липнуть.
05:24
They stick, and then they try to go into the lung
119
312170
3887
Они липнут, а потом
пытаются зайти в лёгкое
пытаются зайти в лёгкое
05:28
side from blood channel.
120
316057
1781
из кровеносного капилляра.
05:29
And you can see here, we can actually visualize
121
317838
3689
Вы видите здесь, что мы
фактически можем отчётливо представить
фактически можем отчётливо представить
05:33
a single white blood cell.
122
321527
3759
одну белую кровяную клетку.
05:37
It sticks, it wiggles its way through
123
325286
2256
Она липнет, она проталкивается
05:39
between the cell layers, through the pore,
124
327542
2315
между клеточными слоями, через пору,
05:41
comes out on the other side of the membrane,
125
329857
2421
выходит с другой стороны мембраны,
05:44
and right there, it's going to engulf the bacteria
126
332278
3435
и прямо там, она поглотит бактерии,
05:47
labeled in green.
127
335713
1649
маркированные зелёным.
05:49
In that tiny chip, you just witnessed
128
337362
3004
В таком малюсеньком чипе
вы только что наблюдали
вы только что наблюдали
05:52
one of the most fundamental responses
129
340366
3181
одну из самых фундаментальных реакций
05:55
our body has to an infection.
130
343547
1957
нашего тела в ответ на инфекцию.
05:57
It's the way we respond to -- an immune response.
131
345504
3770
Это способ нашей реакции —
иммунная реакция.
иммунная реакция.
06:01
It's pretty exciting.
132
349274
2401
Весьма захватывающе.
06:03
Now I want to share this picture with you,
133
351675
2343
Я хочу показать вам этот снимок.
06:06
not just because it's so beautiful,
134
354018
2638
Не только потому, что он так прекрасен,
06:08
but because it tells us an enormous
amount of information
amount of information
135
356656
3336
а потому что он даёт нам
огромнейший объём информации
огромнейший объём информации
06:11
about what the cells are doing within the chips.
136
359992
2597
о том, что делают клетки в чипе.
06:14
It tells us that these cells
137
362589
2259
Снимок говорит нам, что эти клетки
06:16
from the small airways in our lungs,
138
364848
2311
из мелких воздушных каналов лёгких
06:19
actually have these hairlike structures
139
367159
1751
обладают такими
волосовидными структурами,
волосовидными структурами,
06:20
that you would expect to see in the lung.
140
368910
2008
характерные для лёгкого.
06:22
These structures are called cilia,
141
370918
1465
Структуры эти называются «реснички»,
06:24
and they actually move the mucus out of the lung.
142
372383
2910
и они выводят слизь из лёгких.
06:27
Yeah. Mucus. Yuck.
143
375293
1539
Да. Слизь. Фу.
06:28
But mucus is actually very important.
144
376832
2440
Но вообще-то слизь очень важна.
06:31
Mucus traps particulates, viruses,
145
379272
2581
Она схватывает частицы, вирусы,
06:33
potential allergens,
146
381853
1459
потенциальные аллергены,
06:35
and these little cilia move
147
383312
1601
а вот эти маленькие реснички движутся
06:36
and clear the mucus out.
148
384913
2250
и выводят слизь наружу.
06:39
When they get damaged, say,
149
387163
1912
Когда они повреждены, скажем,
06:41
by cigarette smoke for example,
150
389075
2419
курением, например,
06:43
they don't work properly,
and they can't clear that mucus out.
and they can't clear that mucus out.
151
391494
2808
они не работают корректно
и не могут вычистить слизь,
и не могут вычистить слизь,
06:46
And that can lead to diseases such as bronchitis.
152
394302
3817
что может привести к таким
заболеваниям, как бронхит.
заболеваниям, как бронхит.
06:50
Cilia and the clearance of mucus
153
398119
2647
Реснички и очищение слизи
06:52
are also involved in awful diseases like cystic fibrosis.
154
400766
4461
также участвуют в ужасном заболевании
вроде фиброзно-кистозной дегенерации.
вроде фиброзно-кистозной дегенерации.
06:57
But now, with the functionality
that we get in these chips,
that we get in these chips,
155
405227
3550
Но теперь с теми возможностями,
что дают нам эти чипы,
что дают нам эти чипы,
07:00
we can begin to look
156
408777
1824
мы можем начать искать
07:02
for potential new treatments.
157
410601
2513
новые потенциальные виды лечения.
07:05
We didn't stop with the lung on a chip.
158
413114
1952
Мы не остановились на лёгком на чипе.
07:07
We have a gut on a chip.
159
415066
1884
У нас есть кишечник на чипе.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
Один из них можете увидеть здесь.
07:10
And we've put intestinal human cells
161
418980
3226
Мы установили кишечные клетки человека
07:14
in a gut on a chip,
162
422206
1905
в кишечник на этом чипе.
07:16
and they're under constant peristaltic motion,
163
424111
2837
Они находятся в постоянном
перистальтическом движении —
перистальтическом движении —
07:18
this trickling flow through the cells,
164
426948
3191
в таком сочащемся
через клетки потоке —
через клетки потоке —
07:22
and we can mimic many of the functions
165
430139
2558
и мы можем сымитировать
множество функций,
множество функций,
07:24
that you actually would expect to see
166
432697
2263
которые характерны
07:26
in the human intestine.
167
434960
1693
для кишечника человека.
07:28
Now we can begin to create models of diseases
168
436653
3791
Теперь мы можем начать
создавать модели заболеваний,
создавать модели заболеваний,
07:32
such as irritable bowel syndrome.
169
440444
2410
таких как синдром
раздражённой толстой кишки.
раздражённой толстой кишки.
07:34
This is a disease that affects
170
442854
2082
Это заболевание, затронувшее
07:36
a large number of individuals.
171
444936
1911
огромное количество людей.
07:38
It's really debilitating,
172
446847
1774
Оно весьма подтачивает здоровье,
07:40
and there aren't really many good treatments for it.
173
448621
3942
и есть не так уж много
хороших вариантов его лечения.
хороших вариантов его лечения.
07:44
Now we have a whole pipeline
174
452563
2302
У нас есть целый конвейер
07:46
of different organ chips
175
454865
2279
различных органов на чипе,
07:49
that we are currently working on in our labs.
176
457144
3732
над которым мы сейчас
работаем в нашей лаборатории.
работаем в нашей лаборатории.
07:52
Now, the true power of this technology, however,
177
460876
3419
Реальная сила этой технологии, однако,
07:56
really comes from the fact
178
464295
2125
возникает из того факта,
07:58
that we can fluidically link them.
179
466420
2545
что мы можем жидкостно их связать.
08:00
There's fluid flowing across these cells,
180
468965
1947
Между клетками протекает жидкость,
08:02
so we can begin to interconnect
181
470912
2079
и мы начинаем связывать
08:04
multiple different chips together
182
472991
2862
множество различных чипов вместе,
08:07
to form what we call a virtual human on a chip.
183
475853
4213
чтобы формировать то, что мы называем
«виртуальный человек на чипе».
«виртуальный человек на чипе».
08:12
Now we're really getting excited.
184
480066
3009
Теперь становится реально интересно.
08:15
We're not going to ever recreate
a whole human in these chips,
a whole human in these chips,
185
483075
4095
Мы никогда не сможем воссоздать
всего человека на этих чипах,
всего человека на этих чипах,
08:19
but what our goal is is to be able to recreate
186
487170
4169
но наша цель —
иметь возможность воссоздать
иметь возможность воссоздать
08:23
sufficient functionality
187
491339
2013
достаточную функциональность так,
08:25
so that we can make better predictions
188
493352
2360
чтобы мы могли делать
более точные прогнозы того,
более точные прогнозы того,
08:27
of what's going to happen in humans.
189
495712
2214
что будет происходить в людях.
08:29
For example, now we can begin to explore
190
497926
2924
Например, мы можем начать исследовать,
08:32
what happens when we put
a drug like an aerosol drug.
a drug like an aerosol drug.
191
500850
3434
что происходит, когда мы
применяем лекарство аэрозольного типа.
применяем лекарство аэрозольного типа.
08:36
Those of you like me who have asthma,
when you take your inhaler,
when you take your inhaler,
192
504284
2986
Те из вас, у кого, как и у меня, астма, —
когда вы берёте свой ингалятор,
когда вы берёте свой ингалятор,
08:39
we can explore how that drug comes into your lungs,
193
507270
2926
мы можем исследовать,
как лекарство проникает в лёгкие,
как лекарство проникает в лёгкие,
08:42
how it enters the body,
194
510196
1626
как проникает в тело,
08:43
how it might affect, say, your heart.
195
511822
1754
какое влияние может оказывать,
скажем, на сердце.
скажем, на сердце.
08:45
Does it change the beating of your heart?
196
513576
1908
Меняет ли это сердцебиение?
08:47
Does it have a toxicity?
197
515484
1641
Токсично ли оно?
08:49
Does it get cleared by the liver?
198
517125
2008
Выводится ли печенью?
08:51
Is it metabolized in the liver?
199
519133
2152
Усваивается ли печенью?
08:53
Is it excreted in your kidneys?
200
521285
1891
Выделяется ли почками?
08:55
We can begin to study the dynamic
201
523176
2212
Мы можем начать изучать динамическую
08:57
response of the body to a drug.
202
525388
2625
реакцию организма на лекарство.
09:00
This could really revolutionize
203
528028
1919
Это действительно может
произвести революцию
произвести революцию
09:01
and be a game changer
204
529947
1649
и изменить ситуацию
09:03
for not only the pharmaceutical industry,
205
531596
2938
не только
для фармацевтической промышленности,
для фармацевтической промышленности,
09:06
but a whole host of different industries,
206
534534
2373
но для целого сонма различных
отраслей промышленности,
отраслей промышленности,
09:08
including the cosmetics industry.
207
536907
2400
включая косметическую.
09:11
We can potentially use the skin on a chip
208
539307
2882
Потенциально мы можем
использовать кожу на чипе,
использовать кожу на чипе,
09:14
that we're currently developing in the lab
209
542189
1961
которую мы сейчас
разрабатываем в лаборатории,
разрабатываем в лаборатории,
09:16
to test whether the ingredients in those products
210
544150
2554
чтобы протестировать,
безопасны ли ингредиенты
безопасны ли ингредиенты
09:18
that you're using are actually
safe to put on your skin
safe to put on your skin
211
546704
3283
тех продуктов, которыми вы сейчас
пользуетесь, для вашей кожи
пользуетесь, для вашей кожи
09:21
without the need for animal testing.
212
549987
2689
без необходимости
тестирования на животных.
тестирования на животных.
09:24
We could test the safety
213
552676
1944
Мы можем протестировать безопасность
09:26
of chemicals that we are exposed to
214
554620
2253
химикатов, которым мы подвергаемся
09:28
on a daily basis in our environment,
215
556873
1914
ежедневно в нашей среде,
09:30
such as chemicals in regular household cleaners.
216
558787
3731
такие как химикаты
обычных бытовых чистящих средств.
обычных бытовых чистящих средств.
09:34
We could also use the organs on chips
217
562518
3202
Мы также могли бы
использовать органы на чипах
использовать органы на чипах
09:37
for applications in bioterrorism
218
565720
2779
для применения в борьбе с биотерроризмом
09:40
or radiation exposure.
219
568499
2571
или радиоактивным облучением.
09:43
We could use them to learn more about
220
571070
3350
Мы могли бы использовать их,
чтобы больше узнавать
чтобы больше узнавать
09:46
diseases such as ebola
221
574420
3044
о таких заболеваниях, как вирус Эбола
09:49
or other deadly diseases such as SARS.
222
577464
3892
или других смертельно опасных
заболеваниях вроде атипичной пневмонии.
заболеваниях вроде атипичной пневмонии.
09:53
Organs on chips could also change
223
581356
1838
Органы на чипе также могли бы изменить
09:55
the way we do clinical trials in the future.
224
583194
3374
способы клинических испытаний в будущем.
09:58
Right now, the average participant
225
586568
2587
Сейчас средний участник
10:01
in a clinical trial is that: average.
226
589155
3370
клинических испытаний таков: средний.
10:04
Tends to be middle aged, tends to be female.
227
592525
3326
Обычно среднего возраста, женщина.
10:07
You won't find many clinical trials
228
595851
2472
Не найдётся много клинических испытаний,
10:10
in which children are involved,
229
598323
1515
в которых участвовали бы дети,
10:11
yet every day, we give children medications,
230
599838
3547
но каждый день мы даём детям
лекарственные препараты,
лекарственные препараты,
10:15
and the only safety data we have on that drug
231
603385
3746
а единственные данные
о безопасности этих препаратов —
о безопасности этих препаратов —
10:19
is one that we obtained from adults.
232
607131
3074
те, что мы получили на взрослых.
10:22
Children are not adults.
233
610205
1794
Дети — не взрослые.
10:23
They may not respond in the same way adults do.
234
611999
3133
Их реакции могут отличаться
от реакций взрослых.
от реакций взрослых.
10:27
There are other things like genetic differences
235
615132
2412
Есть ещё такие вещи,
10:29
in populations
236
617544
1433
как генетические различия наций,
10:30
that may lead to at-risk populations
237
618977
3106
которые могут выявлять
нации в группе риска,
нации в группе риска,
10:34
that are at risk of having an adverse drug reaction.
238
622083
3437
то есть имеющих риск побочных реакций.
10:37
Now imagine if we could take cells
from all those different populations,
from all those different populations,
239
625520
3389
Теперь представьте, если бы мы могли
взять клетки от всех этих разных наций,
взять клетки от всех этих разных наций,
10:40
put them on chips,
240
628919
1908
поместить их на чипы
10:42
and create populations on a chip.
241
630827
1964
и создать нации на чипах.
10:44
This could really change the way
242
632791
1838
Это действительно может изменить способ,
10:46
we do clinical trials.
243
634629
2069
каким мы проводим клинические испытания.
10:48
And this is the team and the people
that are doing this.
that are doing this.
244
636698
2832
И это команда и люди,
кто занимается этим.
кто занимается этим.
10:51
We have engineers, we have cell biologists,
245
639530
3257
У нас есть инженеры,
клеточные биологи,
клеточные биологи,
10:54
we have clinicians, all working together.
246
642787
3774
клиницисты, работающие все вместе.
10:58
We're really seeing something quite incredible
247
646561
1926
Мы наблюдаем нечто невероятное
11:00
at the Wyss Institute.
248
648487
1605
в Университете Висс.
11:02
It's really a convergence of disciplines,
249
650092
2171
Это конвергенция дисциплин,
11:04
where biology is influencing the way we design,
250
652263
3720
где биология влияет на то,
как мы задумываем,
как мы задумываем,
11:07
the way we engineer, the way we build.
251
655983
2662
как мы разрабатываем,
как мы создаём.
как мы создаём.
11:10
It's pretty exciting.
252
658645
1403
Очень волнующе.
11:12
We're establishing important industry collaborations
253
660048
3564
Мы налаживаем важное
сотрудничество с промышленностью,
сотрудничество с промышленностью,
11:15
such as the one we have with a company
254
663612
3373
такое как у нас есть с компанией,
11:18
that has expertise in large-scale
digital manufacturing.
digital manufacturing.
255
666985
3599
специализирующейся
в крупномасштабном цифровом производстве.
в крупномасштабном цифровом производстве.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
Они собираются помочь нам создать
11:24
instead of one of these,
257
672603
1526
вместо одного такого чипа
11:26
millions of these chips,
258
674129
1583
миллионы таких чипов,
11:27
so that we can get them into the hands
259
675712
1669
так что мы сможем дать их в руки
11:29
of as many researchers as possible.
260
677381
2889
такому большому числу исследователей,
какому только возможно.
какому только возможно.
11:32
And this is key to the potential of that technology.
261
680270
4216
Это и есть ключ
к потенциалу этой технологии.
к потенциалу этой технологии.
11:36
Now let me show you our instrument.
262
684486
2537
Сейчас позвольте мне
показать наш инструмент.
показать наш инструмент.
11:39
This is an instrument that our engineers
263
687023
1989
Это инструмент, прототип которого
11:41
are actually prototyping right now in the lab,
264
689012
2618
наши инженеры сейчас
создают в лаборатории,
создают в лаборатории,
11:43
and this instrument is going to give us
265
691630
2309
и этот инструмент даст нам
11:45
the engineering controls that we're going to require
266
693939
2459
технологический контроль,
который потребуется
который потребуется
11:48
in order to link 10 or more organ chips together.
267
696398
4168
для связывания 10 и более
органов на чипах вместе.
органов на чипах вместе.
11:52
It does something else that's very important.
268
700566
2229
Кое-что ещё важное он делает.
11:54
It creates an easy user interface.
269
702795
2844
Он создаёт дружественный
интерфейс для пользователя.
интерфейс для пользователя.
11:57
So a cell biologist like me can come in,
270
705639
2990
То есть клеточный биолог,
вроде меня, может прийти,
вроде меня, может прийти,
12:00
take a chip, put it in a cartridge
271
708629
2008
взять чип, поместить его в картридж,
12:02
like the prototype you see there,
272
710637
1932
как прототип, что вы видите там,
12:04
put the cartridge into the machine
273
712569
2071
поместить картридж в оборудование,
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
так же, как вы делаете с CD диском,
12:08
and away you go.
275
716128
1132
и уйти.
12:09
Plug and play. Easy.
276
717260
2749
Включай и работай. Просто.
12:12
Now, let's imagine a little bit
277
720009
2514
Теперь представим ненадолго,
12:14
what the future might look like
278
722523
1379
как может выглядеть будущее,
12:15
if I could take your stem cells
279
723902
2413
если бы я могла взять
ваши стволовые клетки
ваши стволовые клетки
12:18
and put them on a chip,
280
726315
1440
и поместить их на чип
12:19
or your stem cells and put them on a chip.
281
727755
3219
или ваши стволовые клетки
и поместить их на чип.
и поместить их на чип.
12:22
It would be a personalized chip just for you.
282
730974
3501
Это был бы
персонифицированный чип только для вас.
персонифицированный чип только для вас.
12:26
Now all of us in here are individuals,
283
734475
3208
Каждый из нас здесь индивидуум,
12:29
and those individual differences mean
284
737683
2838
и такие индивидуальные различия означают,
12:32
that we could react very differently
285
740521
2442
что мы можем по-разному,
иногда непредсказуемо,
иногда непредсказуемо,
12:34
and sometimes in unpredictable ways to drugs.
286
742963
4247
реагировать на лекарства.
12:39
I myself, a couple of years back,
had a really bad headache,
had a really bad headache,
287
747210
4568
У меня самой пару лет назад
была сильнейшая мигрень,
была сильнейшая мигрень,
12:43
just couldn't shake it, thought,
"Well, I'll try something different."
"Well, I'll try something different."
288
751778
2413
просто не могла повернуть голову.
Я подумала: «Попробую-ка я кое-что другое».
Я подумала: «Попробую-ка я кое-что другое».
12:46
I took some Advil. Fifteen minutes later,
289
754191
2135
Я приняла Адвил. 15 минутами позже
12:48
I was on my way to the emergency room
290
756326
1880
меня везли в скорую помощь
12:50
with a full-blown asthma attack.
291
758206
1893
с полномасштабным приступом астмы.
12:52
Now, obviously it wasn't fatal,
292
760099
1830
Очевидно, он не был смертельным,
12:53
but unfortunately, some of these
293
761929
3173
но, к сожалению, некоторые из таких
12:57
adverse drug reactions can be fatal.
294
765102
3609
неблагоприятных реакций на лекарства
могут быть летальными.
могут быть летальными.
13:00
So how do we prevent them?
295
768711
1941
Как предотвратить их?
13:02
Well, we could imagine one day
296
770652
2580
Мы могли бы представить, что однажды
13:05
having Geraldine on a chip,
297
773232
2343
у нас будет Джеральдина на чипе,
13:07
having Danielle on a chip,
298
775575
1749
Даниэль на чипе,
13:09
having you on a chip.
299
777324
1473
вы на чипе.
13:10
Personalized medicine. Thank you.
300
778797
2388
Персонифицированная медицина.
Спасибо.
Спасибо.
13:13
(Applause)
301
781185
4154
(Аплодисменты)
ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcherGeraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.
Why you should listen
Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.
Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com