TED2011
Nina Tandon: Caring for engineered tissue
Ніна Тендон: Догляд за штучними тканинами
Filmed:
Readability: 3.5
556,310 views
Тканинний інженер і TED Fellow Ніна Тендон вирощує штучні серця і кістки. Для цього їй необхідні новітні способи догляду за штучно вирощеними клітинами - це техніки, котрі вона розробила за допомогою простого, але ефективного методу імітування їх природного середовища.
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
Good morning everybody.
0
0
3000
Доброго ранку!
00:18
I work with really amazing,
1
3000
2000
Я працюю з надзвичайними
00:20
little, itty-bitty creatures called cells.
2
5000
3000
крихітними створіннями, що називаються клітини.
00:23
And let me tell you what it's like
3
8000
2000
І дозвольте розповісти вам, як це воно -
00:25
to grow these cells in the lab.
4
10000
2000
вирощувати ці клітини в лабораторії.
00:27
I work in a lab where we take cells out of their native environment.
5
12000
3000
Я працюю в лабораторії, де ми беремо клітини з їх природнього середовища
00:30
We plate them into dishes
6
15000
2000
і поміщаємо їх у чаші,
00:32
that we sometimes call petri dishes.
7
17000
2000
котрі ми іноді називаємо чашки Петрі.
00:34
And we feed them -- sterilely of course --
8
19000
3000
І ми годуємо їх, стерильно, безумовно,
00:37
with what we call cell culture media -- which is like their food --
9
22000
3000
так званим поживним середовищем, це щось на зразок їх їжі,
00:40
and we grow them in incubators.
10
25000
3000
і вирощуємо ми їх в інкубаторах.
00:43
Why do I do this?
11
28000
2000
Для чого я це роблю?
00:45
We observe the cells in a plate,
12
30000
2000
Ми спостерігаємо за клітинами у чаші,
00:47
and they're just on the surface.
13
32000
2000
і вони знаходяться просто на поверхні.
00:49
But what we're really trying to do in my lab
14
34000
3000
Але, чим ми насправді займаємось у моїй лабораторії -
00:52
is to engineer tissues out of them.
15
37000
3000
це намагаємось створити з них тканини.
00:55
What does that even mean?
16
40000
2000
Що це взагалі значить?
00:57
Well it means growing an actual heart,
17
42000
2000
Що-ж, це значить зрощування справжнього серця,
00:59
let's say,
18
44000
2000
скажімо,
01:01
or grow a piece of bone
19
46000
2000
чи частини кістки,
01:03
that can be put into the body.
20
48000
2000
що зможуть бути імплантовані в тіло.
01:05
Not only that, but they can also be used for disease models.
21
50000
3000
І це не все, їх можна також використовувати для моделювання хвороби.
01:08
And for this purpose, traditional cell culture techniques
22
53000
2000
А для цієї мети традиційних методів вирощування клітин
01:10
just really aren't enough.
23
55000
2000
є просто недостатньо.
01:12
The cells are kind of homesick;
24
57000
2000
У цих клітин є щось на зразок ностальгії за домом,
01:14
the dish doesn't feel like their home.
25
59000
2000
у чаші вони не почувають себе, як вдома.
01:16
And so we need to do better at copying their natural environment
26
61000
2000
Й тому ми маємо краще копіювати їхнє природнє середовище,
01:18
to get them to thrive.
27
63000
2000
щоб сприяти їх розмноженню.
01:20
We call this the biomimetic paradigm --
28
65000
2000
Ми називаємо цей підхід біоміметичною парадигмою -
01:22
copying nature in the lab.
29
67000
3000
копіювання природного середовища в лабораторних умовах.
01:25
Let's take the example of the heart,
30
70000
2000
Давайте розглянемо це на прикладі серця,
01:27
the topic of a lot of my research.
31
72000
2000
що являється предметом багатьох моїх досліджень.
01:29
What makes the heart unique?
32
74000
2000
Що робить серце унікальним?
01:31
Well, the heart beats,
33
76000
2000
Ну, серце б'ється.
01:33
rhythmically, tirelessly, faithfully.
34
78000
3000
Ритмічно, невпинно, віддано.
01:36
We copy this in the lab
35
81000
2000
Ми досягли цього ж в лабораторії,
01:38
by outfitting cell culture systems with electrodes.
36
83000
3000
під'єднавши електроди до системи вирощування клітин.
01:41
These electrodes act like mini pacemakers
37
86000
2000
Ці електроди діють, як мінікардіостимулятори,
01:43
to get the cells to contract in the lab.
38
88000
3000
примушуючи клітини скорочуватись.
01:46
What else do we know about the heart?
39
91000
2000
Що ще нам відомо про серце?
01:48
Well, heart cells are pretty greedy.
40
93000
2000
Ну, клітини серця дуже жадібні.
01:50
Nature feeds the heart cells in your body
41
95000
2000
Природа живить серцеві клітини у вашому тілі
01:52
with a very, very dense blood supply.
42
97000
2000
дуже, дуже потужним кровотоком.
01:54
In the lab, we micro-pattern channels
43
99000
2000
В лабораторних умовах, ми копіюємо канали
01:56
in the biomaterials
44
101000
2000
в біоматеріалах,
01:58
on which we grow the cells,
45
103000
2000
на котрих вирощуємо клітини.
02:00
and this allows us to flow the cell culture media, the cells' food,
46
105000
3000
І це дозволяє поживному середовищу, їжі клітин,
02:03
through the scaffolds where we're growing the cells --
47
108000
3000
проникати через каркас, де ми вирощуємо клітини,
02:06
a lot like what you might expect
48
111000
2000
і котрий дуже нагадує
02:08
from a capillary bed in the heart.
49
113000
2000
капілярне ложе в серці.
02:10
So this brings me to lesson number one:
50
115000
3000
І це приводить мене до першого уроку -
02:13
life can do a lot with very little.
51
118000
3000
життя здатне творити великі речі, користуючись зовсім малим.
02:16
Let's take the example of electrical stimulation.
52
121000
2000
Візьмемо, для прикладу, електростимуляцію.
02:18
Let's see how powerful just one of these essentials can be.
53
123000
3000
Погляньте, наскільки могутньою може бути така проста річ.
02:22
On the left, we see a tiny piece of beating heart tissue
54
127000
3000
Зліва, ми бачимо невеликий шматочок серцевої тканини, що б'ється.
02:25
that I engineered from rat cells in the lab.
55
130000
2000
Його я створила в лабораторії з клітин щура
02:27
It's about the size of a mini marshmallow.
56
132000
2000
і розміром він з міні-маршмелоу.
02:29
And after one week, it's beating.
57
134000
2000
І за тиждень воно все ще б'ється.
02:31
You can see it in the upper left-hand corner.
58
136000
2000
Це видно у верхньому лівому кутку,
02:33
But don't worry if you can't see it so well.
59
138000
2000
але не хвилюйтесь, якщо вам погано видно.
02:35
It's amazing that these cells beat at all.
60
140000
3000
Дивовижно, що ці клітини взагалі б'ються.
02:38
But what's really amazing
61
143000
2000
Проте, що дійсно вражає, так це те,
02:40
is that the cells, when we electrically stimulate them,
62
145000
2000
що коли ці клітини стимулювати електрично,
02:42
like with a pacemaker,
63
147000
2000
як, наприклад, електростимулятором,
02:44
that they beat so much more.
64
149000
2000
вони б'ються набагато сильніше.
02:46
But that brings me to lesson number two:
65
151000
2000
І це приводить мене до уроку за номером два -
02:48
cells do all the work.
66
153000
2000
клітини виконують усю роботу.
02:50
In a sense, tissue engineers have a bit of an identity crisis here,
67
155000
3000
Певною мірою тканинні інженери мають тут, свого роду, кризу самовизначення,
02:53
because structural engineers
68
158000
2000
оскільки інженери-будівельники
02:55
build bridges and big things,
69
160000
3000
будують мости та інші великі об'єкти,
02:58
computer engineers, computers,
70
163000
2000
комп'ютерні інженери - комп'ютери,
03:00
but what we are doing
71
165000
2000
а чим займаємось ми -
03:02
is actually building enabling technologies for the cells themselves.
72
167000
3000
то це, власне, побудовою високоефективних технологій для самих клітин.
03:05
What does this mean for us?
73
170000
2000
Що це означає для нас?
03:07
Let's do something really simple.
74
172000
2000
Давайте зробимо щось дуже просте.
03:09
Let's remind ourselves
75
174000
2000
Давайте пригадаємо,
03:11
that cells are not an abstract concept.
76
176000
3000
що клітина - це не абстрактне поняття.
03:14
Let's remember that our cells sustain our lives
77
179000
3000
Згадаймо, що наші клітини підтримують наше життя
03:17
in a very real way.
78
182000
2000
у найпряміший спосіб.
03:19
"We are what we eat," could easily be described
79
184000
3000
"Ми те, що ми їмо", можна з легкістю перефразувати у
03:22
as, "We are what our cells eat."
80
187000
2000
"Ми те, що їдять наші клітини."
03:24
And in the case of the flora in our gut,
81
189000
2000
Й коли йдеться про флору нашого кишківника
03:26
these cells may not even be human.
82
191000
3000
- ті клітини можуть навіть не бути людськими
03:30
But it's also worth noting
83
195000
2000
Але також варто зазначити, що клітини
03:32
that cells also mediate our experience of life.
84
197000
3000
також є посередниками наших життєвих переживань
03:35
Behind every sound, sight, touch, taste and smell
85
200000
3000
За кожним звуком, зображенням, дотиком, смаком і запахом
03:38
is a corresponding set of cells
86
203000
2000
стоїть відповідний набір клітин,
03:40
that receive this information
87
205000
2000
котрий отримує цю інформацію
03:42
and interpret it for us.
88
207000
2000
та інтерпретує її для нас.
03:44
It begs the question:
89
209000
2000
І це наштовхує нас на запитання:
03:46
shall we expand our sense of environmental stewardship
90
211000
3000
чи варто нам розширити розуміння захисту навколишнього середовища
03:49
to include the ecosystem of our own bodies?
91
214000
3000
і включити в нього екосистему нашого тіла?
03:52
I invite you to talk about this with me further,
92
217000
2000
Я запрошую вас до подальшої дискусії на цю тему,
03:54
and in the meantime, I wish you luck.
93
219000
3000
а наразі - я бажаю вам успіхів!
03:57
May none of your non-cancer cells
94
222000
2000
І нехай жодна з ваших неракових клітин
03:59
become endangered species.
95
224000
2000
не стане зникаючим видом.
04:01
Thank you.
96
226000
2000
Дякую.
04:03
(Applause)
97
228000
4000
(Оплески)
ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcherNina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.
Why you should listen
Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Nina Tandon | Speaker | TED.com