The brain may be able to repair itself -- with help | Jocelyne Bloch

Překladatel: Honza Prokes Korektor: Ivan Prokůpek

So I'm a neurosurgeon.

Jsem neurochirurg.

And like most of my colleagues,

A jako většina mých kolegů

I have to deal, every day, with human tragedies.

jsem i já denně svědkem lidských tragédií.

I realize how your life can change from one second to the other

Vím, jak se život může během mžiku změnit,

after a major stroke or after a car accident.

když máte těžkou mrtvici nebo se vybouráte v autě.

And what is very frustrating for us neurosurgeons

Nás, neurochirurgy, navíc frustruje vědomí,

is to realize that unlike other organs of the body,

že na rozdíl od jiných tělesných orgánů

the brain has very little ability for self-repair.

se mozek sám od sebe prakticky nedokáže opravit.

And after a major injury of your central nervous system,

Když centrální nervová soustava utrpí vážné poškození,

the patients often remain with a severe handicap.

pacient obvykle skončí s těžkým a trvalým postižením.

And that's probably the reason why I've chosen

A právě proto jsem se rozhodla

to be a functional neurosurgeon.

věnovat funkční neurochirurgii.

What is a functional neurosurgeon?

Co takový funkční neurochirurg dělá?

It's a doctor who is trying to improve a neurological function

Je to doktor, který se pomocí chirurgických postupů snaží

through different surgical strategies.

obnovovat neurologické funkce.

You've certainly heard of one of the famous ones

Známým příkladem takových postupů

called deep brain stimulation,

je hluboká mozková stimulace.

where you implant an electrode in the depths of the brain

Spočívá v tom, že hluboko do mozku zavedete elektrodu,

in order to modulate a circuit of neurons

načež obnovujete neurologické funkce tím,

to improve a neurological function.

že modulujete neurální obvod.

It's really an amazing technology

Jde o báječný vynález.

in that it has improved the destiny of patients

Dokázal zlepšit stav řady pacientů

with Parkinson's disease,

s Parkinsonovou chorobou,

with severe tremor, with severe pain.

trpících třesem či těžkými bolestmi.

However, neuromodulation does not mean neuro-repair.

Jenže modulace neurálních obvodů není ještě jejich oprava.

And the dream of functional neurosurgeons

A skutečným snem funkční neurochirurgie

is to repair the brain.

je umět mozek opravit.

I think

Podle mě se tento sen začíná naplňovat.

that we are approaching this dream.

And I would like to show you

A ráda bych vás přesvědčila,

that we are very close to this.

že ho máme skutečně na dosah.

And that with a little bit of help,

A že když mozku trochu pomůžeme,

the brain is able to help itself.

dokáže se opravit sám.

So the story started 15 years ago.

Všechno to začalo před 15 lety,

At that time, I was a chief resident

kdy jsem jako vedoucí lékař

working days and nights in the emergency room.

ve dne v noci sloužila na pohotovosti.

I often had to take care of patients with head trauma.

Často jsem ošetřovala pacienty s poraněním hlavy.

You have to imagine that when a patient comes in with a severe head trauma,

Musíte si uvědomit,

že při těžkém poranění hlavy

his brain is swelling

mozek pacienta oteče,

and he's increasing his intracranial pressure.

což zvyšuje nitrolebeční tlak.

And in order to save his life,

A vy ten tlak musíte snížit,

you have to decrease this intracranial pressure.

jinak pacient zemře.

And to do that,

Někdy to znamená,

you sometimes have to remove a piece of swollen brain.

že musíte kousek oteklého mozku odoperovat.

So instead of throwing away these pieces of swollen brain,

Spolu s mým kolegou, biologem Jean-Françoisem Brunetem,

we decided with Jean-François Brunet,

jsme se rozhodli,

že ty odoperované kousky mozků

who is a colleague of mine, a biologist,

nebudeme vyhazovat, ale studovat.

to study them.

What do I mean by that?

Jak to myslím?

We wanted to grow cells from these pieces of tissue.

Chtěli jsme z těch odřezaných tkání kultivovat buňky.

It's not an easy task.

Což není jen tak.

Growing cells from a piece of tissue

Vypiplávat z kousku tkáně buňky

is a bit the same as growing very small children

je jako piplat malá děťátka

out from their family.

bez náruče rodiny.

So you need to find the right nutrients,

Potřebujete ty správné živiny,

the warmth, the humidity

tu správnou teplotu i vlhkost,

and all the nice environments to make them thrive.

zkrátka to správné prostředí, aby buňky prospívaly.

So that's exactly what we had to do with these cells.

Přesně to jsme tedy museli zajistit.

And after many attempts,

A po mnoha pokusech

Jean-François did it.

se to Jean-Françoisovi povedlo.

And that's what he saw under his microscope.

Pod mikroskopem tehdy uviděl tohle.

And that was, for us, a major surprise.

A to nás opravdu hodně překvapilo.

Why?

Proč?

Because this looks exactly the same as a stem cell culture,

Protože přesně takhle vypadá kultura kmenových buněk.

with large green cells surrounding small, immature cells.

Velké, zelené buňky - a mezi nimi buňky malé, nevyvinuté.

And you may remember from biology class

Možná si z hodin biologie pamatujete,

that stem cells are immature cells,

že kmenové buňky jsou nevyvinuté,

able to turn into any type of cell of the body.

ale může se z nich stát libovolný typ lidských buněk.

The adult brain has stem cells, but they're very rare

Kmenové buňky jsou i v dospělém mozku, ale téměř na ně nenarazíte,

and they're located in deep and small niches

protože se nacházejí jen v malých shlucích

in the depths of the brain.

hodně hluboko v mozku.

So it was surprising to get this kind of stem cell culture

Proto nás také tak překvapilo, že jsme je získali

from the superficial part of swollen brain we had

z povrchových částí

in the operating theater.

onoho oteklého mozku.

And there was another intriguing observation:

Ale překvapení tím nekončilo.

Regular stem cells are very active cells --

Standardní kmenové buňky jsou velmi aktivní.

cells that divide, divide, divide very quickly.

Neustále a velmi rychle se rozmnožují.

And they never die, they're immortal cells.

A vlastně vůbec neumírají. Jsou nesmrtelné.

But these cells behave differently.

Naše buňky si však počínaly jinak.

They divide slowly,

Množily se jen pomalu

and after a few weeks of culture,

a po několika týdnech

they even died.

dokonce umíraly.

So we were in front of a strange new cell population

Narazili jsme tedy na nové, zvláštní buňky,

that looked like stem cells but behaved differently.

které vypadaly jako kmenové buňky, ale nechovaly se tak.

And it took us a long time to understand where they came from.

Až po dlouhém bádání jsme přišli na to, odkud se ty buňky vzaly.

They come from these cells.

Jejich zdrojem jsou tyto modro-červené buňky,

These blue and red cells are called doublecortin-positive cells.

kterým se říká "buňky pozitivní na [bílkovinu] DCX".

All of you have them in your brain.

Každý z nás je má v mozku.

They represent four percent of your cortical brain cells.

Tvoří 4 % buněk naší mozkové kůry.

They have a very important role during the development stage.

Sehrávají důležitou roli v prenatálním vývoji.

When you were fetuses,

Umožňují, aby se kůra prenatálního mozku

they helped your brain to fold itself.

uspořádala do záhybů.

But why do they stay in your head?

Ale proč máme ty buňky v hlavě i potom?

This, we don't know.

To se neví.

We think that they may participate in brain repair

Možná pomáhají opravovat mozek,

because we find them in higher concentration

protože v hustších koncentracích je nacházíme poblíž mozkových lézí.

close to brain lesions.

But it's not so sure.

Ale nevíme to s jistotou.

But there is one clear thing --

Jedno ovšem víme:

that from these cells,

právě z těchto buněk

we got our stem cell culture.

jsme získali naši buněčnou kulturu.

And we were in front of a potential new source of cells

Měli jsme tudíž buňky potenciálně

to repair the brain.

schopné opravovat mozek.

And we had to prove this.

Zbývalo to však dokázat.

So to prove it,

A tak jsme za tím účelem vymysleli

we decided to design an experimental paradigm.

následující pokus.

The idea was to biopsy a piece of brain

Nejprve odebereme trochu tkáně

in a non-eloquent area of the brain,

z funkčně nevýznamné oblasti mozku.

and then to culture the cells

Kultivací z ní pak získáme buňky,

exactly the way Jean-François did it in his lab.

přesně jak to Jean-François udělal už předtím.

And then label them, to put color in them

Ty buňky potom označíme barvivem,

in order to be able to track them in the brain.

abychom je mohli rozpoznat i v mozku.

And the last step was to re-implant them

A pak je původnímu dárci

in the same individual.

vrátíme zase zpátky.

We call these

Takto vráceným buňkám se říká

autologous grafts -- autografts.

"autologní štěpy".

So the first question we had,

Zajímalo nás několik věcí:

"What will happen if we re-implant these cells in a normal brain,

"Co se stane, když buňky implantujeme zpátky do téhož, zdravého mozku?"

and what will happen if we re-implant the same cells

"A co se stane, když ten mozek bude poškozený?"

in a lesioned brain?"

Thanks to the help of professor Eric Rouiller,

Pracovali jsme přitom s opicemi, s nimiž nám pomohl

we worked with monkeys.

profesor Eric Rouiller.

So in the first-case scenario,

Nejprve jsme buňky zaváděli zpátky do mozku,

we re-implanted the cells in the normal brain

který byl zdravý.

and what we saw is that they completely disappeared after a few weeks,

Ukázalo se,

že takové buňky po pár týdnech dočista zmizí.

as if they were taken from the brain,

Jako by se ty buňky vrátily domů do mozku,

they go back home,

ale tam pak zjistily,

the space is already busy,

že tam už není místo a že nejsou potřeba.

they are not needed there, so they disappear.

A tak zmizely.

In the second-case scenario,

Potom jsme v tomtéž mozku vyvolali lézi.

we performed the lesion,

we re-implanted exactly the same cells,

Znovu jsme tam zavedli úplně tytéž buňky.

and in this case, the cells remained --

Ale tentokrát tam zůstaly.

and they became mature neurons.

A vyvinuly se z nich dospělé neurony.

And that's the image of what we could observe under the microscope.

Takhle to celé vypadalo pod mikroskopem.

Those are the cells that were re-implanted.

To jsou ty buňky, které jsme tam implantovali.

And the proof they carry,

Potvrzují to malé tečky,

these little spots, those are the cells that we've labeled

kterými jsme ty buňky označili,

když jsme je kultivovali ve zkumavce.

in vitro, when they were in culture.

But we could not stop here, of course.

Tím ovšem náš pokus nekončil.

Do these cells also help a monkey to recover after a lesion?

Může se poškozený opičí mozek

s pomocí našich buněk opravit?

So for that, we trained monkeys to perform a manual dexterity task.

Abychom to mohli ověřit, trénovali jsme pokusné opice,

They had to retrieve food pellets from a tray.

aby ze speciálního tácku vybíraly granulky jídla.

They were very good at it.

Šlo jim to moc dobře.

And when they had reached a plateau of performance,

A když se v tom zlepšily tak, že už to líp ani nešlo,

we did a lesion in the motor cortex corresponding to the hand motion.

poškodili jsme jim oblast motorické kůry,

která ovládá pohyb rukou.

So the monkeys were plegic,

Opice byly tedy chromé.

they could not move their hand anymore.

Nemohly už pohybovat rukama.

And exactly the same as humans would do,

Postupně se ovšem do jisté míry zotavily.

they spontaneously recovered to a certain extent,

Tak jako k tomu dochází u lidí,

exactly the same as after a stroke.

kteří prodělali mrtvici.

Patients are completely plegic,

Úplně chromí pacienti

and then they try to recover due to a brain plasticity mechanism,

se díky takzvané "plasticitě mozku" dokáží zotavit,

they recover to a certain extent,

ale nezotaví se úplně.

exactly the same for the monkey.

A totéž naše opice.

So when we were sure that the monkey had reached his plateau

A tak jsme počkali, dokud se stav pokusné opice

of spontaneous recovery,

nepřestal samovolně zlepšovat.

we implanted his own cells.

A pak jsme jí implantovali její vlastní buňky.

So on the left side, you see the monkey that has spontaneously recovered.

Tady nalevo vidíte opici,

která se samovolně zotavila.

He's at about 40 to 50 percent of his previous performance

Vybírá granulky,

ale vede si o 40-50 % hůře než před zraněním.

before the lesion.

He's not so accurate, not so quick.

Není už tak přesná ani tak rychlá.

And look now when we re-implant the cells:

Ale pak jsme jí implantovali buňky.

Two months after re-implantation, the same individual.

Dva měsíce po implantaci - tatáž opice.

(Applause)

(Potlesk.)

It was also very exciting results for us, I tell you.

Výsledky nás taky úplně nadchly, to vám tedy řeknu.

Since that time, we've understood much more about these cells.

Od té doby naše znalosti o těchto buňkách dost pokročily.

We know that we can cryopreserve them,

Víme, že se dají uchovávat mražené

we can use them later on.

k pozdějšímu využití.

We know that we can apply them in other neuropathological models,

Víme, že fungují i na dalších případech neuropatologie,

like Parkinson's disease, for example.

jako je Parkinsonova choroba.

But our dream is still to implant them in humans.

Naším snem ovšem je, aby jednou pomáhaly lidem.

And I really hope that I'll be able to show you soon

A tak doufám, že vám někdy brzy budu moci předvést,

that the human brain is giving us the tools to repair itself.

že nám náš vlastní mozek dává nástroj, aby se sám opravil.

Thank you.

Děkuji.

(Applause)

(Potlesk.)

Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing,

Bruno Giussani: Jocelyne, to bylo fantastické.

and I'm sure that right now, there are several dozen people in the audience,

Spousta posluchačů si teď určitě říká:

"Pár lidem, co znám, by se něco takového šiklo."

possibly even a majority,

who are thinking, "I know somebody who can use this."

(Smích.)

I do, in any case.

Mně například určitě.

And of course the question is,

Hlavní otázka ovšem zní,

what are the biggest obstacles

co teď nejvíc brání,

before you can go into human clinical trials?

aby se začalo s klinickým testováním na lidech?

Jocelyne Bloch: The biggest obstacles are regulations. (Laughs)

Jocelyne Bloch: Nejvíc tomu brání regulační předpisy.

(Smích.)

So, from these exciting results, you need to fill out

Než budeme moci k testům na lidech přistoupit,

about two kilograms of papers and forms

musíme všechna naše zjištění sesumírovat

to be able to go through these kind of trials.

asi tak na dvě kila úředních listin.

BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.

BG: To chápu. Mozek je ožehavá záležitost.

JB: Yes, it is, but it takes a long time

JB: To jistě ano. Stojí to ovšem dost času, trpělivosti

and a lot of patience and almost a professional team to do it, you know?

a je to úkol div ne pro školené úředníky.

BG: If you project yourself --

BG: Vy jste v pozici osoby, která ten výzkum prováděla.

having done the research

and having tried to get permission to start the trials,

Teď usilujete o povolení k dalším testům.

if you project yourself out in time,

Máte představu, jak dlouho by to mohlo trvat?

how many years before somebody gets into a hospital

Za kolik let by tato léčba mohla být dostupná v nemocnicích?

and this therapy is available?

JB: So, it's very difficult to say.

JB: To se dá jen těžko říct.

It depends, first, on the approval of the trial.

Teď záleží nejvíc na tom, kdy dostaneme povolení k testům.

Will the regulation allow us to do it soon?

Jestli to bude někdy v dohledné době.

And then, you have to perform this kind of study

Pak musíme nejprve provést testy

in a small group of patients.

na malé skupince pacientů.

So it takes, already, a long time to select the patients,

A ty pacienty musíme nejprve vybrat,

do the treatment

vyzkoušet na nich léčbu

and evaluate if it's useful to do this kind of treatment.

a vyhodnotit, zda je ta léčba skutečně přínosná.

And then you have to deploy this to a multicentric trial.

A pak se přistupuje k tzv. multicentrickým studiím.

You have to really prove first that it's useful

Je potřeba spolehlivě prokázat, že to pacientům opravdu pomáhá.

before offering this treatment up for everybody.

Až potom to lze lidem nabízet jako léčbu.

BG: And safe, of course. JB: Of course.

BG: A musí to být bezpečné. JG: Ano, jistě.

BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this.

BG: Jocelyne, děkuji za váš výklad.

BG: Thank you.

BG: Děkuji.

(Applause)

(Potlesk.)