Could we treat spinal cord injuries with asparagus? | Andrew Pelling

75,212 views ・ 2020-12-11

TED


Bitte doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel unten, um das Video abzuspielen.

Übersetzung: Sophia Désirée Neumann Lektorat: Sonja Maria Neef
00:12
So I'm here today surrounded by all these fruits and vegetables,
0
12917
3184
Ich bin heute hier, umgeben von all diesem Obst und Gemüse,
00:16
because these are the subjects of my experiments.
1
16125
3601
weil sie der Gegenstand meiner Experimente sind.
00:19
Now, bear with me for just a second,
2
19750
2643
Nun, sehen Sie es mir nach,
00:22
but about a decade ago
3
22417
1434
aber vor ca. 10 Jahren
00:23
my team started to rethink how we make materials
4
23875
3726
begann mein Team die Herstellungsweise von Materialien zu überdenken,
00:27
for reconstructing damaged or diseased human tissues,
5
27625
3726
um beschädigtes oder krankes menschliches Gewebe zu rekonstruieren --
00:31
and we made the totally unexpected discovery
6
31375
2768
und wir machten die vollkommen unerwartete Entdeckung,
00:34
that plants could be used for this purpose.
7
34167
3601
dass Pflanzen für diesen Zweck genutzt werden könnten.
00:37
In fact, we invented a way to take these plants
8
37792
2851
Tatsächlich haben wir eine Methode erfunden,
wie wir diesen Pflanzen ihre komplette DNA und ihre Zellen entnehmen können,
00:40
and strip them of all their DNA and their cells,
9
40667
2684
00:43
leaving behind natural fibers.
10
43375
2851
sodass natürliche Fasern zurückbleiben.
00:46
And these fibers could then be used as a scaffold
11
46250
2768
Und diese Fasern können als "Gerüst" genutzt werden,
00:49
for reconstructing living tissue.
12
49042
2142
um lebendiges Gewebe zu rekonstruieren.
00:51
Now I know this is a little weird,
13
51208
1935
Ich weiß, das klingt etwas seltsam,
00:53
but in our very first proof-of-concept experiment,
14
53167
2892
aber in unserer allerersten Machbarkeitsstudie
00:56
we took an apple,
15
56083
1435
nahmen wir einen Apfel,
00:57
carved it into the shape of a human ear,
16
57542
2851
schnitzten ihn in die Form eines menschlichen Ohrs
01:00
and then we took that ear-shaped scaffold,
17
60417
2684
und nahmen dann dieses ohrenförmige Gerüst,
sterilisierten es, verarbeiteten es
01:03
sterilized it, processed it
18
63125
1601
01:04
and coaxed human cells to grow inside of it.
19
64750
3143
und brachten menschliche Zellen dazu, darin heranzuwachsen.
01:07
We then took the next step and implanted it,
20
67917
2726
Dann machten wir den nächsten Schritt und implantierten es,
01:10
and we were able to demonstrate
21
70667
1559
und wir konnten zeigen,
01:12
that the scaffolds stimulated the formation of blood vessels,
22
72250
3351
dass das Gerüst die Bildung von Blutgefäßen anregte,
01:15
allowing the heart to keep them alive.
23
75625
3184
die dem Herz erlaubten, das Gewerbe am Leben zu erhalten.
01:18
So not too long after these discoveries were taking place,
24
78833
3060
Nicht lange, nachdem wir diese Entdeckungen gemacht hatten,
01:21
I was at home cooking asparagus for dinner,
25
81917
2476
war ich zu Hause, kochte Spargel zum Abendessen
01:24
and after cutting the ends off,
26
84417
1851
und als ich die Enden abschnitt,
01:26
I was noticing that the stalks were full of these microchanneled vascular bundles.
27
86292
4476
fiel mir auf, dass der Strunk voller mikrokanalisierter Gefäßbündel war.
01:30
And it really reminded me
28
90792
1309
Und ich musste an die Bemühungen der Biotechnologie denken,
01:32
of a whole body of bioengineering effort aimed at treating spinal cord injury.
29
92125
4417
die zum Ziel haben, Rückenmarksverletzungen zu behandeln.
01:37
Up to half a million people per year suffer from this type of injury,
30
97500
4226
Bis zu eine halbe Million Menschen pro Jahr leidet an solchen Verletzungen,
01:41
and the symptoms can range from pain and numbness
31
101750
2851
und die Symptome reichen von Schmerz und Taubheit
01:44
to devastating traumas
32
104625
1601
bis hin zu verheerenden Traumata,
01:46
that lead to a complete loss of motor function and independence.
33
106250
3726
die zum vollständigen Verlust motorischer Funktion und Unabhängigkeit führen.
01:50
And in these forms of paralysis,
34
110000
1809
Für diese Formen der Lähmung
01:51
there's no accepted treatment strategy,
35
111833
3018
gibt es keine anerkannte Behandlungsstrategie --
01:54
but one possible solution
36
114875
2184
aber eine mögliche Lösung
01:57
might be the use of a scaffold that has microchannels
37
117083
3393
könnte der Einsatz von einem Gerüst mit Mikrokanälen sein,
02:00
which may guide regenerating neurons.
38
120500
2643
die die Neubildung von Neuronen lenken könnten.
02:03
So, could we use the asparagus and its vascular bundles
39
123167
4559
Könnten wir also den Spargel und seine Gefäßbündel benutzen,
02:07
to repair a spinal cord?
40
127750
2268
um das Rückenmark zu heilen?
02:10
This is a really dumb idea.
41
130042
3601
Das ist eine wirklich dumme Idee.
02:13
First of all, humans aren't plants.
42
133667
2642
Erstens, Menschen sind keine Pflanzen.
02:16
Our cells have not evolved to grow on plant polymers,
43
136333
2935
Unsere Zellen sind nicht dafür gemacht, auf Pflanzenpolymeren zu wachsen,
02:19
and plant tissues have no business being found in your spinal cord.
44
139292
4267
und Pflanzengewebe hat im Rückenmark nichts zu suchen.
02:23
And secondly,
45
143583
1268
Und zweitens,
02:24
ideally these types of scaffolds should disappear over time,
46
144875
2893
im Idealfall sollten solche Gerüste mit der Zeit verschwinden
02:27
leaving behind natural, healthy tissue.
47
147792
2934
und natürliches, gesundes Gewebe zurücklassen.
02:30
But plant-based scaffolds don't do that,
48
150750
1934
Aber pflanzliche Gerüste tun das nicht,
02:32
because we lack the enzymes to break them down.
49
152708
2893
weil uns die Enzyme fehlen, um sie aufzubrechen.
02:35
Funnily enough,
50
155625
1309
Lustigerweise waren es genau diese Eigenschaften,
02:36
these properties were exactly why we were having so much success.
51
156958
3976
weshalb wir so viel Erfolg hatten.
02:40
Over the course of many experiments,
52
160958
2393
Im Verlauf dieser vielen Experimente
02:43
we were able to demonstrate
53
163375
1351
konnten wir zeigen, dass gerade diese Trägheit der Grund ist,
02:44
that the inertness of plant tissue is exactly why it's so biocompatible.
54
164750
4726
weshalb das Pflanzengewebe so biokompatibel ist.
02:49
In a way, the body almost doesn't even see it,
55
169500
3143
Gewissermaßen sieht der Körper es kaum,
02:52
but regenerating cells benefit from its shape and stability.
56
172667
4559
aber die neugebildeten Zellen profitieren von seiner Form und Stabilität.
02:57
Now this is all well and good,
57
177250
1601
Nun ist das alles schön und gut,
02:58
but I constantly felt this weight of doubt
58
178875
2143
aber ich spürte ständig starke Zweifel
03:01
when it came to thinking about spinal cords.
59
181042
2517
wenn ich dann an das Rückenmark dachte.
03:03
So many scientists were using materials from traditional sources,
60
183583
3851
So viele Wissenschaftler haben Materialien aus den üblichen Quellen benutzt,
03:07
like synthetic polymers and animal products --
61
187458
2476
z.B. synthetische Polymere und Tierprodukte;
03:09
even human cadavers.
62
189958
1726
sogar menschliche Kadaver.
03:11
I felt like a complete outsider
63
191708
1935
Ich fühlte mich wie ein totaler Außenseiter,
03:13
with no real right to work on such a hard problem.
64
193667
3892
der kein wirkliches Recht hatte, an so einem schwierigen Problem zu arbeiten.
03:17
But because of this doubt,
65
197583
1476
Aber wegen dieser Zweifel
03:19
I surrounded myself with neurosurgeons and clinicians,
66
199083
2893
umgab ich mich mit Neurochirurgen und Klinikern,
03:22
biochemists and bioengineers,
67
202000
2059
Biochemikern und Bioingenieuren,
03:24
and we started to plan experiments.
68
204083
2518
und wir begannen, Experimente zu planen.
03:26
The basic idea is that we would take an animal,
69
206625
3143
Die Grundidee war, dass wir ein Tier nehmen,
03:29
anesthetize it,
70
209792
1434
es betäuben würden,
03:31
expose its spinal cord
71
211250
1476
das Rückenmark offenlegen
03:32
and sever it in the thoracic region,
72
212750
2101
und es auf Brusthöhe durchtrennen würden,
03:34
rendering the animal a paraplegic.
73
214875
2684
sodass das Tier querschnittsgelähmt wäre.
03:37
We would then implant an asparagus scaffold
74
217583
2393
Dann würden wir ein Spargel-Gerüst
03:40
between the severed ends of the spinal cord
75
220000
2059
zwischen den durchtrennten Enden implantieren,
03:42
to act as a bridge.
76
222083
1851
das als Brücke fungieren würde.
03:43
Now this is crucially important.
77
223958
2351
Das ist von entscheidender Wichtigkeit:
03:46
We're only using asparagus.
78
226333
2268
Wir benutzen nur Spargel.
03:48
We're not adding stem cells or electrical stimulation
79
228625
3018
Wir fügen weder Stammzellen noch elektrische Stimulation hinzu,
03:51
or exoskeletons
80
231667
1351
noch Außenskelette,
03:53
or physical therapy
81
233042
1309
noch Physiotherapie,
03:54
or pharmaceuticals.
82
234375
1518
noch Medikamente.
03:55
We're simply investigating
83
235917
1517
Wir untersuchen lediglich,
03:57
if the microchannels in the scaffold alone
84
237458
2976
ob die Mikrokanäle im Gerüst allein
04:00
are enough to guide the regeneration of neurons.
85
240458
2726
dazu reichen, um die Neubildung von Neuronen anzuleiten.
04:03
And here are the main results.
86
243208
1976
Und das sind die wichtigsten Resultate:
04:05
In this video, you can see an animal about eight weeks after being paralyzed.
87
245208
4768
In diesem Video sehen Sie ein Tier ca. 8 Wochen, nachdem es gelähmt wurde.
04:10
You can see she can't move her back legs,
88
250000
1976
Sie sehen, sie kann ihre Hinterbeine nicht benutzen
04:12
and she can't lift herself up.
89
252000
2309
und sich nicht aufrichten.
04:14
Now I know how difficult this video is to watch.
90
254333
3518
Ich weiß, wie schwer es ist, dieses Video anzuschauen.
04:17
My team struggled every day with these types of experiments,
91
257875
4643
Mein Team hatte jeden Tag Probleme mit dieser Art von Experimenten
04:22
and we constantly asked ourselves why we were doing this ...
92
262542
4476
und wir fragten uns ständig, warum wir so etwas machten --
04:27
until we started to observe something extraordinary.
93
267042
3250
bis wir etwas zu beobachten begannen.
04:31
This is an animal that received an implant.
94
271000
2934
Das hier ist ein Tier, das ein Implantat bekommen hat.
04:33
Now she's not walking perfectly,
95
273958
1601
Sie läuft zwar nicht perfekt,
04:35
but she's moving those back legs
96
275583
1810
aber sie bewegt ihre Hinterbeine
04:37
and she's even starting to lift herself up.
97
277417
2559
und sie beginnt sogar, sich aufzurichten.
04:40
And on a treadmill,
98
280000
1268
Und auf einem Laufband
04:41
you can see those legs moving in a coordinated fashion.
99
281292
3017
kann man sehen, wie die Beine sich koordiniert bewegen.
04:44
These are crucial signs of recovery.
100
284333
3084
Das sind wichtige Anzeichen der Genesung.
Wir haben immer noch eine Menge Arbeit vor uns,
04:49
Now we still have a lot of work to do,
101
289000
1893
04:50
and there are a lot of questions to answer,
102
290917
2976
und es gibt eine Menge Fragen zu beantworten,
04:53
but this is the first time anyone has shown
103
293917
3351
aber das war das erste Mal, dass jemand zeigen konnte,
04:57
that plant tissues can be used to repair such a complex injury.
104
297292
4291
dass Pflanzengewebe genutzt werden kann, um so eine komplexe Verletzung zu heilen.
05:02
Even so, we've been sitting on this data for over five years.
105
302458
4601
Trotzdem sitzen wir seit über 5 Jahren an diesen Daten.
05:07
Doubt drove us to repeat these experiments again and again,
106
307083
4393
Zweifel haben uns dazu angetrieben, diese Experimente ständig zu wiederholen,
05:11
to the point of almost bankrupting my lab.
107
311500
2684
bis mein Labor fast bankrott ging.
05:14
But I kept pushing,
108
314208
1351
Aber ich trieb es weiter voran, weil ich wusste:
05:15
because I knew these results could be the start of something extraordinary.
109
315583
3834
Diese Resultate könnten der Beginn von etwas Außergewöhnlichem sein.
05:20
And what's just as exciting
110
320708
1351
Und genauso aufregend ist es,
05:22
is that my company is now translating these discoveries into the clinic --
111
322083
3810
dass mein Unternehmen diese Entdeckungen jetzt auf die Klinik übertragen --
05:25
into the real world.
112
325917
2017
auf die echte Welt.
05:27
This technology has just been designated a breakthrough medical device by the FDA.
113
327958
5560
Die Technologie wurde von der FDA kürzlich als medizinischer Durchbruch bezeichnet.
05:33
And this designation means
114
333542
1309
Und diese Bezeichnung bedeutet,
05:34
that right now we're in the midst of planning human clinical trials
115
334875
3518
dass wir momentan mitten in der Planung klinischer Versuche am Menschen sind,
05:38
set to begin in about two years.
116
338417
2375
die in ca. 2 Jahren beginnen sollen.
05:41
So I'd like to show you a prototype
117
341583
1768
Ich möchte Ihnen gerne einen Prototyp
05:43
of one of our state-of-the-art spinal cord implants.
118
343375
2768
eines unserer neuesten Rückenmarks-Implantate zeigen.
05:46
It's still made from asparagus
119
346167
1517
Es besteht noch immer aus Spargel
05:47
and contains all of those microchannels.
120
347708
2060
und enthält all diese Mikrokanäle.
05:49
And you can see that it moves and bends
121
349792
2059
Man sieht, dass es sich bewegen und biegen lässt
05:51
and has the same feel as human tissue.
122
351875
2667
und sich anfühlt wie menschliches Gewebe.
05:56
And you know,
123
356000
1268
Und wissen Sie,
05:57
I think the real innovation is that we're now able to design
124
357292
3517
ich denke, die eigentliche Innovation ist, dass wir nun in der Lage sind,
06:00
or program the architecture and structure of plant tissues in such a way
125
360833
4393
Aufbau und Struktur von Pflanzengewebe so zu designen oder zu programmieren,
06:05
that they could direct cell growth to address an unmet medical need.
126
365250
4684
dass sie Zellwachstum steuern und medizinische Bedürfnisse erfüllen können.
06:09
As scientists,
127
369958
1268
Als Wissenschaftler
06:11
we spend our lives living on a knife's edge.
128
371250
2226
verbringen wir unser Leben auf Messers Schneide.
06:13
On the one hand,
129
373500
1268
Einerseits ist es unser Job, den Horizont menschlichen Wissens
06:14
it's our job to fundamentally broaden the horizons
130
374792
2351
06:17
of human knowledge,
131
377167
1309
grundlegend zu erweitern;
06:18
but at the same time, we're trained to doubt --
132
378500
2268
zugleich werden wir dazu ausgebildet, zu zweifeln:
06:20
to doubt our data, to doubt our experiments,
133
380792
2767
unsere Daten anzuzweifeln, unsere Experimente anzuzweifeln,
06:23
to doubt our own conclusions.
134
383583
1893
unsere Schlussfolgerungen anzuzweifeln.
06:25
We spend our lives crushed under the weight
135
385500
2309
Wir verbringen unser Leben zerdrückt von der Last
06:27
of constant, unrelenting, never-ending anxiety, uncertainty and self-doubt.
136
387833
6226
von ständiger, unerbittlicher, endloser Angst, Ungewissheit und Selbstzweifel.
06:34
And this is something I really struggle with.
137
394083
3268
Und damit habe ich wirklich Probleme.
06:37
But I think almost every scientist can tell you
138
397375
2268
Aber ich denke, fast jeder Wissenschaftler
06:39
about the time they ignored those doubts
139
399667
1976
kann davon erzählen, wie man diese Zweifel ignoriert
06:41
and did the experiment that would never work.
140
401667
2226
und das Experiment gemacht hat, das nie funktionierte.
06:43
And the thing is, every now and then,
141
403917
2017
Und: Von Zeit zu Zeit funktioniert eines dieser Experimente.
06:45
one of those experiments works out.
142
405958
2643
06:48
The challenge we face is that while doubt can be destructive
143
408625
3226
Unsere Herausforderung ist:
Während Zweifel destruktiv für unsere psychische Gesundheit sein können,
06:51
to your mental health,
144
411875
1601
06:53
it's also the reason why scientific rigor is such a potent tool for discovery.
145
413500
4768
sind sie auch der Grund,
weshalb wissenschaftliche Genauigkeit so wirkungsvoll für Entdeckungen ist.
06:58
It forces us to ask the difficult questions
146
418292
2976
Sie zwingt uns dazu, wichtige Fragen zu stellen
07:01
and repeat experiments.
147
421292
1684
und Experimente zu wiederholen.
07:03
Nothing about that is easy.
148
423000
2101
Nichts daran ist einfach.
07:05
And often it becomes our responsibility
149
425125
3018
Und oft wird es zu unserer Verantwortung,
07:08
to bear the burden of the hard and sometimes heart-wrenching experiment.
150
428167
4916
die Last der schwierigen und manchmal herzzerreißenden Experimente zu tragen.
07:13
This ultimately leads to the creation of new knowledge,
151
433708
3476
Am Ende führt das zur Erschaffung von neuem Wissen,
07:17
and in some really rare cases,
152
437208
2143
und in manchen, wirklich seltenen Fällen,
07:19
the type of innovation that just might change a person's life.
153
439375
3375
zu einer Innovation, die das Leben eines Menschen verändern könnte.
07:24
Thank you.
154
444042
1250
Danke.
Über diese Website

Auf dieser Seite finden Sie YouTube-Videos, die zum Englischlernen nützlich sind. Sie sehen Englischlektionen, die von hochkarätigen Lehrern aus der ganzen Welt unterrichtet werden. Doppelklicken Sie auf die englischen Untertitel, die auf jeder Videoseite angezeigt werden, um das Video von dort aus abzuspielen. Die Untertitel laufen synchron mit der Videowiedergabe. Wenn Sie irgendwelche Kommentare oder Wünsche haben, kontaktieren Sie uns bitte über dieses Kontaktformular.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7