Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Nina Tandon: Könnte Tissue Engineering personalisierte Medizin bedeuten?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Übersetzung: Tanja Daub Lektorat: Judith Matz

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

Ich würde Ihnen gerne ein Video zeigen von ein paar der Models,

I work with.

mit denen ich arbeite.

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

Sie haben alle die perfekte Größe und sie haben nicht ein Gramm Fett.

Did I mention they're gorgeous?

Habe ich schon erwähnt, dass sie wunderschön sind?

And they're scientific models? (Laughs)

Und dass sie wissenschaftliche Modelle sind? (Gelächter)

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

Wie Sie sich vielleicht schon gedacht haben, betreibe ich Gewebekonstruktion

and this is a video of some of the beating heart

und dies ist ein Video von einem Teil des schlagenden Herzens,

that I've engineered in the lab.

das ich im Labor entwickelt habe.

And one day we hope that these tissues

Wir hoffen, dass eines Tages diese Gewebe

can serve as replacement parts for the human body.

als Ersatzteile für den menschlichen Körper dienen können.

But what I'm going to tell you about today

Aber heute möchte ich Ihnen davon erzählen,

is how these tissues make awesome models.

wie diese Gewebe hervorragende Modelle darstellen.

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

Lassen Sie uns für einen Moment an den Ablauf von Medikamententests denken.

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

Man fängt an bei Arzneimittelformulierung, Labortests, Tierversuchen

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

und dann kommen klinische Studien, die man als Menschenversuche bezeichnen könnte,

before the drugs get to market.

bevor Medikamente auf den Markt kommen.

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

Das kostet viel Zeit und Geld

and sometimes, even when a drug hits the market,

und manchmal, selbst wenn ein Medikament auf den Markt kommt,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

verhält es sich unvorhersehbar und schadet sogar Menschen.

And the later it fails, the worse the consequences.

Und je später es versagt, desto schlimmer die Auswirkungen.

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

Das alles läuft auf zwei Probleme hinaus. Erstens sind Menschen keine Ratten

and two, despite our incredible similarities to one another,

und zweitens, trotz unserer unglaublichen Ähnlichkeit zueinander,

actually those tiny differences between you and I

haben diese winzigen Unterschiede zwischen Ihnen und mir

have huge impacts with how we metabolize drugs

gewaltige Auswirkungen darauf, wie wir Medikamente metabolisieren

and how those drugs affect us.

und wie diese Medikamente uns beeinflussen.

So what if we had better models in the lab

Was also, wenn wir bessere Modelle im Labor hätten,

that could not only mimic us better than rats

die uns nicht nur besser nachahmen könnten als Ratten,

but also reflect our diversity?

sondern auch unsere Vielfalt widerspiegeln könnten?

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

Mal sehen, wie wir das mit Tissue Engineering erreichen können.

One of the key technologies that's really important

Eine der Schlüsseltechnologien, die wirklich wichtig ist,

is what's called induced pluripotent stem cells.

sind die so genannten induzierten pluripotenten Stammzellen.

They were developed in Japan pretty recently.

Sie wurden vor ziemlich kurzer Zeit in Japan entwickelt.

Okay, induced pluripotent stem cells.

Okay, induzierte pluripotente Stammzellen.

They're a lot like embryonic stem cells

Die sind Embryonalstammzellen sehr ähnlich,

except without the controversy.

nur ohne die Kontroverse.

We induce cells, okay, say, skin cells,

Wir induzieren Zellen, gut, sagen wir, Hautzellen,

by adding a few genes to them, culturing them,

indem wir ein paar Gene zu ihnen hinzufügen, sie züchten

and then harvesting them.

und sie dann ernten.

So they're skin cells that can be tricked,

Diese Hautzellen können überlistet werden,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

ungefähr so wie zelluläre Amnesie, in einen Embryonalzustand überzugehen.

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

Also ohne die Kontroverse ist das die erste coole Sache.

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

Die zweite coole Sache: Man kann jede Art von Gewebe aus ihnen züchten:

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

Gehirn, Herz, Leber, Sie bekommen einen Eindruck,

but out of your cells.

aber aus Ihren Zellen.

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

Also können wir ein Modell von Ihrem Herz, Ihrem Gehirn erstellen

on a chip.

auf einem Chip.

Generating tissues of predictable density and behavior

Gewebe von berechenbarer Dichte und Verhalten zu erzeugen

is the second piece, and will be really key towards

ist der zweite Teil, und das wird tatsächlich der Schlüssel dazu sein,

getting these models to be adopted for drug discovery.

diese Modelle für Wirkstoffforschung zu verwenden.

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

Und dies ist ein Schema eines Bioreaktors, den wir in unserem Labor entwerfen

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

um dabei zu helfen, Gewebe auf eine modularere, skalierbarere Art zu erzeugen.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

Stellen Sie sich in der Zukunft eine gewaltige parallele Version davon vor

with thousands of pieces of human tissue.

mit Tausenden von Teilen menschlichen Gewebes.

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

Es wäre so, als würde man eine klinische Studie auf einem Chip durchführen.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Bemerkenswert an diesen induzierten pluripotenten Stammzellen ist,

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

dass, wenn wir ein paar Hautzellen nehmen,

from people with a genetic disease

beispielsweise von Menschen mit einer Erbkrankheit,

and we engineer tissues out of them,

und daraus Gewebe erzeugen,

we can actually use tissue-engineering techniques

wir tatsächlich Tissue-Engineering- Techniken verwenden können,

to generate models of those diseases in the lab.

um Modelle dieser Krankheiten im Labor zu erstellen.

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

Hier ist ein Beispiel von Kevin Eggans Labor in Harvard.

He generated neurons

Er hat Nervenzellen erzeugt

from these induced pluripotent stem cells

aus diesen induzierten pluripotenten Stammzellen

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

von Patienen mit Amyotropher Lateralsklerose (ALS),

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

und er hat sie in Nervenzellen aufgeteilt und verblüffenderweise

is that these neurons also show symptoms of the disease.

zeigen diese Nervenzellen auch Symptome der Krankheit.

So with disease models like these, we can fight back

Mit solchen Krankheitsmodellen können wir diese Krankheiten

faster than ever before and understand the disease better

schneller als je zuvor bekämpfen und besser als je zuvor verstehen

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

und vielleicht noch schneller Medikamente entwickeln.

This is another example of patient-specific stem cells

Dies ist ein anderes Beispiel für patientenspezifische Stammzellen,

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

die von jemandem mit Rethinopathia Pigmentosa erzeugt wurden.

This is a degeneration of the retina.

Das ist eine Degeneration der Retina.

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

Diese Krankheit liegt bei mir in der Familie und wir hoffen wirklich,

that cells like these will help us find a cure.

dass solche Zellen uns dabei helfen werden, eine Heilmethode zu finden.

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

Ein paar Leute denken, diese Modelle klängen ja ganz schön und gut,

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

aber sie fragen: "Na ja, sind die wirklich so gut wie die Ratte?"

The rat is an entire organism, after all,

Die Ratte ist immerhin ein ganzer Organismus

with interacting networks of organs.

mit interagierenden Netzwerken von Organen.

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

Ein Medikament für das Herz kann in der Leber metabolisiert werden

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

und manche der Nebenerzeugnisse könnten im Fett gelagert werden.

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

Fehlt das nicht alles bei diesen mit Tissue Engineering erstellten Modellen?

Well, this is another trend in the field.

Nun, das ist ein weiterer Trend auf dem Gebiet.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Durch das Kombinieren von Tissue- Engineering-Techniken mit Mikrofluidik

the field is actually evolving towards just that,

entwickelt sich dieses Gebiet im Grunde genau

a model of the entire ecosystem of the body,

zu einem Modell des gesamten Ökosystems des Körpers,

complete with multiple organ systems to be able to test

vollständig mit mehreren Organsystemen, um testen zu können,

how a drug you might take for your blood pressure

wie ein Medikament, das Sie für Ihren Blutdruck nehmen,

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

Ihre Leber oder ein Antidepressivum Ihr Herz beeinflussen könnte.

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

Diese Systeme sind sehr schwer zu konstruieren, aber stehen gerade erst in den Anfängen,

and so, watch out.

in der Lage zu sein, dies zu erreichen, also bleiben Sie dran!

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

Aber das ist noch nicht einmal alles, denn sobald ein Medikament zugelassen wird,

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

können Tissue-Engineering-Techniken dabei helfen, personalisiertere Behandlungen zu entwickeln.

This is an example that you might care about someday,

Dies ist ein Beispiel, das Ihnen vielleicht irgendwann wichtig sein wird

and I hope you never do,

und ich hoffe, das wird Ihnen nie passieren,

because imagine if you ever get that call

denn stellen Sie sich vor, Sie würden irgendwann den Anruf bekommen,

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

mit der schlechten Nachricht, Sie könnten Krebs haben.

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

Würden Sie nicht lieber ausprobieren, ob diese Krebsmittel,

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

die Sie nehmen werden, bei Ihrem Krebs funktionieren?

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

Dies ist ein Beispiel aus Karen Burgs Labor,

using inkjet technologies to print breast cancer cells

wo mit Tintenstrahltechnologien Brustkrebszellen gedruckt

and study its progressions and treatments.

und ihre Entwicklungen und Behandlungen erforscht werden

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

Und einige unsere Kollegen an Tufts verbinden Modelle

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

wie diese mit durch Tissue Engineering erzeugten Knochen, um zu sehen, wie Krebs

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

sich von einem Teil des Körpers zum nächsten verbreiten könnte

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

und Sie können sich diese Art Multi-Gewebe-Chips

to be the next generation of these kinds of studies.

als nächste Generation dieser Art der Forschung vorstellen.

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

Wenn Sie über diese Modelle nachdenken, über die wir gerade gesprochen haben,

you can see, going forward, that tissue engineering

können Sie sehen, dass Tissue Engineering für die Zukunft

is actually poised to help revolutionize drug screening

tatsächlich dafür bereit ist, dabei zu helfen, Arzneimittelprüfung zu revolutionieren

at every single step of the path:

bei jedem Schritt des Prozesses.

disease models making for better drug formulations,

Krankheitsmodelle sorgen für bessere Arzneimittelformulierung,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

gewaltige parallele Gewebemodelle helfen dabei, Labortests zu revolutionieren,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

Tierversuche und Menschenversuche in klinischen Studien zu verringern

and individualized therapies that disrupt

und individualisierte Therapien, die das sprengen,

what we even consider to be a market at all.

was wir überhaupt erst als einen Markt ansehen.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

Im Wesentlichen beschleunigen wir drastisch die Resonanz

between developing a molecule and learning about

zwischen der Entwicklung eines Moleküls und dem Lernen darüber,

how it acts in the human body.

wie es sich im menschlichen Körper verhält.

Our process for doing this is essentially transforming

Der Vorgang dafür ist im Grunde,

biotechnology and pharmacology into an information technology,

Biotechnologie und Pharmakologie in eine Informationstechnik umzuwandeln,

helping us discover and evaluate drugs faster,

die uns dabei hilft, Medikamente schneller, billiger

more cheaply and more effectively.

und effektiver zu entdecken und zu beurteilen,

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

Das verleiht Modellen gegen Tierversuche eine neue Bedeutung, nicht wahr?

Thank you. (Applause)

Danke. (Beifall)