Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Translator: Stefan Milanov Reviewer: Ina Krasteva

I'd like to show you a video of some of the models

Бих искала да ви покажа видеа на някой от моделите,

I work with.

с които работя.

They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.

Всички те са с перфектен размер, и нито една от тях няма грам мазнина.

Did I mention they're gorgeous?

Споменах ли, че всичките са прекрасни?

And they're scientific models? (Laughs)

И че всичките са научни модели? (Смях)

As you might have guessed, I'm a tissue engineer,

Както вероятно вече сте познали, аз съм тъканен инженер

and this is a video of some of the beating heart

и това е видео на част от туптящо сърце,

that I've engineered in the lab.

което аз създадох в лабораторията.

And one day we hope that these tissues

Надяваме се, че един ден тези тъкани

can serve as replacement parts for the human body.

могат да бъдат използвани като "резервни части" за човешкото тяло.

But what I'm going to tell you about today

Всъщност, това, което исках да ви кажа днес

is how these tissues make awesome models.

е как тези тъкани служат като прекрасни модели.

Well, let's think about the drug screening process for a moment.

Нека си помислим за процеса за създаване и тестване на нови медикаменти за момент.

You go from drug formulation, lab testing, animal testing,

Тръгваме от формулиране на медикамента, тестове в лаборатория, тестове върху животни,

and then clinical trials, which you might call human testing,

следвано от изучаване в клинични условия, което би могло да се нарече тестове върх хора,

before the drugs get to market.

всичко това преди медикаментите да стигнат до пазара.

It costs a lot of money, a lot of time,

Това струва много пари, минава много време

and sometimes, even when a drug hits the market,

и понякога, дори когато медикамента стигне до пазара,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

той започва да работи по неочакван начин и наранява хората.

And the later it fails, the worse the consequences.

И колкото по-късно медикамента се провали, толкова по-сериозни са последствията.

It all boils down to two issues. One, humans are not rats,

Общо взето имам два проблема. Първо, хората не са плъхове

and two, despite our incredible similarities to one another,

и две, въпреки, че много си приличаме,

actually those tiny differences between you and I

всъщност тези малки разлики между мен и теб

have huge impacts with how we metabolize drugs

имам огромно въздействие на начина, по който метаболизираме медикаменти

and how those drugs affect us.

и как тези медикаменти ни афектират.

So what if we had better models in the lab

Какво би станало, ако имахме по-добри модели в лабораторията,

that could not only mimic us better than rats

които биха могли не само да ни имитират по-добре от плъховете,

but also reflect our diversity?

но също така и да отразяват нашето разнообразие?

Let's see how we can do it with tissue engineering.

Нека видим как това може да се постигне с тъканно инженерство.

One of the key technologies that's really important

Една от ключовите технологии, която е наистина много важна

is what's called induced pluripotent stem cells.

е т.нар. подбудени плурипотентни стволови клетки.

They were developed in Japan pretty recently.

Те бяха разработени в Япония наскоро.

Okay, induced pluripotent stem cells.

ОК, подбудени плурипотентни стволови клетки.

They're a lot like embryonic stem cells

Те приличат много на ембрионалните стволови клетки,

except without the controversy.

с изключение на липсата на спорните елементи.

We induce cells, okay, say, skin cells,

Възбуждаме клетки, ок, нека кажем кожни клетки

by adding a few genes to them, culturing them,

като добавяме няколко гена, отглеждаме ги

and then harvesting them.

и след това ги събираме.

So they're skin cells that can be tricked,

Това са кожни клетки, които могат да бъдат излъгани,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

нещо като клетъчна амнезия, за да се превключат в ембрионален стадий.

So without the controversy, that's cool thing number one.

Така, че без всичките спорни елементи, това е номер едно готино нещо.

Cool thing number two, you can grow any type of tissue

Второто готино нещо е, че можем да отглеждаме какъвто и да е вид тъкани

out of them: brain, heart, liver, you get the picture,

от тях: мозък, сърце, бъбрек, общо взето разбирате ме,

but out of your cells.

и всичко това от вашите клетки.

So we can make a model of your heart, your brain

Така, че можем да направил модел на сърцето и мозъка ви

on a chip.

на един чип.

Generating tissues of predictable density and behavior

Генериране на тъкани с предразположено поведение

is the second piece, and will be really key towards

е второто предизвикателство, което всъщност е ключа

getting these models to be adopted for drug discovery.

към позиционирането на тези модели като основа за разработка на медикаменти.

And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab

Това е схемата на биореактор, който ние разработваме в лабораторията

to help engineer tissues in a more modular, scalable way.

за да имаме възможността да създаваме тъкани в един по-модуларен, разрастващ се модел.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

Занапред, представете си един голям паралелен модел на това,

with thousands of pieces of human tissue.

съдържащ хиляди бройки от човешки тъкани.

It would be like having a clinical trial on a chip.

Все едно да държиш цял клиничен процес на един чип.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Още едно нещо за тези възбудени плурипотентни стволни клетки

is that if we take some skin cells, let's say,

е че, ако например вземем няколко кожни клетки

from people with a genetic disease

от хора с генетични заболявания

and we engineer tissues out of them,

и създадем тъкани от тях,

we can actually use tissue-engineering techniques

можем да използваме тези генетични технологии

to generate models of those diseases in the lab.

и да създадем модели на тези заболявания в лабораторията.

Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.

Един пример от лабораторията на Кевин Егган от Харвард.

He generated neurons

Той създава неврони

from these induced pluripotent stem cells

от тези възбудени плурипотентни клетки

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

от пациенти, които страдат от заболяването на Лу Гехриг,

and he differentiated them into neurons, and what's amazing

впоследствие той отделя невроните и което е възхитително е, че

is that these neurons also show symptoms of the disease.

тези неврони също носят симптомите на болестта.

So with disease models like these, we can fight back

Така, че с модели като тези можем да се борим

faster than ever before and understand the disease better

много по-бързо от преди и да разбираме болестите много по-добре

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

от когато и да е било в миналото, и може би дори да откриваме медикаменти по-бързо.

This is another example of patient-specific stem cells

Това е друг пример на специфични стволови клетки,

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

които ние създадохме от някой, болен от " retinitis pigmentosa:.

This is a degeneration of the retina.

Болестта причинява дегенерация на ретината в окото.

It's a disease that runs in my family, and we really hope

Това е болест, която присъства в моето семейство и ние се надяваме,

that cells like these will help us find a cure.

че клетки като тези ще ни помогнат да намерим лечение.

So some people think that these models sound well and good,

Някой хора мислят, че тези модели звучат добре,

but ask, "Well, are these really as good as the rat?"

но попитайте, 'наистина ли са толкова добри, колкото плъховете?'

The rat is an entire organism, after all,

Все пак, плъховете са цели организми,

with interacting networks of organs.

съставени от мрежи от органи, които работят заедно.

A drug for the heart can get metabolized in the liver,

Медикамент за сърцето може да се метаболизира в черният дроб,

and some of the byproducts may be stored in the fat.

и някои от остатъчните продукти може да се складират в мазнините.

Don't you miss all that with these tissue-engineered models?

Не се ли изпускат всички тези факти с лабораторните тъкани?

Well, this is another trend in the field.

Имаме решение за това в нашата област.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Комбинирайки техники за създаване на тъкани с микрофлуидни изследвания,

the field is actually evolving towards just that,

нашата област всъщност еволюира към

a model of the entire ecosystem of the body,

един модел на цялата екосистема на тялото,

complete with multiple organ systems to be able to test

създадена с органни системи, позволяващи тестове

how a drug you might take for your blood pressure

показващи как медикаментите които биха могли да работят за кръвно налягане

might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.

афектират вашият черен дроб, или как един антидепресант би могъл да афектира сърцето.

These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,

Тези системи са много трудни за създаване, но ние едвам навлизаме в тази сфера сега,

and so, watch out.

така, че внимавайте.

But that's not even all of it, because once a drug is approved,

Но това не е всичко, защото след като един медикамент е разрешен,

tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.

същите тъканни технологии могат да ни помогнат да създадем персонализирани лечения.

This is an example that you might care about someday,

Това е пример, в който вие може да се окажете някой ден,

and I hope you never do,

и аз се надявам, че никога няма да ви се случи,

because imagine if you ever get that call

защото представете си, че получавате обаждането,

that gives you that bad news that you might have cancer.

в което лошите новини са, че имате рак.

Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs

Не бихте ли искали да направите тестовете, че всички тези медикаменти за рак,

you're going to take are going to work on your cancer?

които ще взимате ще работят за да ви помогнат?

This is an example from Karen Burg's lab, where they're

Това е пример от лабораторията на Карен Бърг, където те

using inkjet technologies to print breast cancer cells

използват печатни технологии, за да печатат клетки с рак на гърдата,

and study its progressions and treatments.

и изучават прогреса и леченията на болестта.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

Някои от нашите колеги в Тъфтс миксират модели

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

като тези с изкъствено създадени кости, за да видят как ракът

might spread from one part of the body to the next,

се разпространява от една част на тялото към друга,

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

и вие можете да и представите споменатите по-рано тъканни чипове

to be the next generation of these kinds of studies.

да бъдат следвашата генерация от такива изследвания.

And so thinking about the models that we've just discussed,

Тъй че, ако помислите за моделите, които сега дискутирах,

you can see, going forward, that tissue engineering

можете да видите, че гледайки напред, създаването на изкъствени тъкани

is actually poised to help revolutionize drug screening

ще революционира процеса на тестване на медикаменти

at every single step of the path:

през всяка отделна стъпка на процеса:

disease models making for better drug formulations,

модели на болестите позволяват създаване на по-добри формули за медикаменти,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

масино паралелно разработване на лабораторни тъкани помага за режолюционирането на тестове в лабораториите,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

намалява се количеството тестове с животни в клиничните опити

and individualized therapies that disrupt

и индивидуализирани терапии, които разнообразяват

what we even consider to be a market at all.

това, което в момента смятаме за маркет.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

Като цяло, ние осезаемо ускоряваме целият този процес

between developing a molecule and learning about

между създаването на молекула и изучаването

how it acts in the human body.

на начина на работа на тази молекула в човешкото тяло.

Our process for doing this is essentially transforming

Нашият процес за това е практически трансформацията

biotechnology and pharmacology into an information technology,

на биотехнологията и фармецевтиката в информационна технология,

helping us discover and evaluate drugs faster,

което ни помага да откриваме и оценяваме медикаментите по-бързо,

more cheaply and more effectively.

по-евтино и по-ефективно.

It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?

Също така, получаваме нови средства за борбата срещу тестовете с животни, нали?

Thank you. (Applause)

Благодаря ви. (Ръкопляскания).