Nabiha Saklayen: Could you recover from illness ... using your own stem cells? | TED

Translator: mohammad ali masoum Reviewer: Mahshid Moballegh Nasery

در مطب دکتر نشسته‌اید و منتظر نتیجه تست هستید.

او می‌آید و می‌گوید،

«شما بیماری پارکینسون دارید.»

You're sitting in the doctor's office waiting for test results.

قلب شما فرو می‌ریزد، و شما در مورد هر چیز اشتباهی فکر می‌کنید:

She comes in and says,

شما قادر به راه رفتن نیستید، قادر به غذا خوردن نیستید، دستتان می‌لرزد, تکان می‌خورد

"You have Parkinson's disease."

Your heart sinks, and you think about everything that will go wrong:

قادر به بلعیدن نیستید.

you'll be unable to walk, unable to feed yourself, your hands trembling, drooling,

اما قبل از اینکه هر چیزی بگوئید، او می‌گوید،

«نگران نباشید، امروز سلول‌هایتان را سفارش می‌دهیم.»

unable to swallow.

But before you say anything, she says,

شما یک هفته بعد می‌روید،

و یک جراح نورون‌های جدید را به مغزتان پیوند می‌دهد.

"Not to worry, we'll put in an order for your cells today."

شما فقط درمان عملکردی درخواستی برای پارکینسون،

You come back a week later,

and a surgeon transplants brand new neurons into your brain.

ساخته شده از سلول‌های خود را دریافت کردید.

You just received an on-demand functional cure for Parkinson's,

علمی تخیلی به نظر می‌رسد, اما در آینده،

ما همه گزینه‌ای را داریم که سلول‌های بنیادی‌مان را پیش از زمان داشته باشیم

made from your cells.

It sounds like science fiction, but in the future,

تا هر زمان نیاز به نورون‌های جدید دارید, سلول‌های عضلانی جدید، سلول‌های پوست جدید،

we will all have the option of having our stem cells banked ahead of time

آنها از این بانک تولید می‌شوند.

و به این دلیل که آنها ۱۰۰ درصد سلول‌های شما هستند،

so that any time you need new neurons, new muscle cells, new skin cells,

سیستم ایمنی بدن شما بسیار بعید است که این سلول‌ها را پس بزند یا به آنها حمله کند.

they'd be generated from this bank.

And because they're 100 percent your cells,

در واقع، بدن هیچ نظری ندارد

your immune system is extremely unlikely to reject or attack those cells.

که این سلول‌ها در واقع در کارخانه سلول ساخته شده‌اند.

In fact, the body has no idea

همه این‌ها به دلیل دستیابی به

that these cells were actually made in a cell factory.

به موفقیت در تقاطع زیست شناسی، فیزیک لیزر و یادگیری ماشین امکان پذیر است.

ما با زیست شناسی شروع خواهیم کرد.

All of this is possible because of a breakthrough

بدن انسان یک معجزه مطلق است.

at the intersection of biology, laser physics and machine learning.

تریلیون‌ها سلول‌ در هماهنگی کار می‌کنند

We'll start with biology.

تا خون را پمپ کنند، دوپامین را ترشح کنند

The human body is an absolute miracle.

و به من اجازه دیدن می‌دهند و حالا با شما صحبت کنم.

Trillions of cells are working in synchronicity

اما همانطور که مسن می‌شویم، سلول‌های ما نیز مسن، می‌شوند.

to pump blood, secrete dopamine

به همین دلیل است که پوست ما شروع به سفت شدن می‌کند،

and let me see and speak to you right now.

غضروف ما از بین می‌رود,

But as we age, our cells age, too.

و دویدن پنج مایلی شما ممکن است به پیاده روی ۲۰ دقیقه تبدیل شود.

That's why our skin starts to sag,

بله همه سالخورده می‌شویم.

our cartilage wears away,

بدن‌های ما بمب‌های ساعتی هستند.

and your five-mile run might turn into a 20-minute walk.

اما سلول‌های بنیادی می‌توانند یک راه حل را ارائه دهند،

Yes, we're all getting older.

زیرا یک سلول بنیادی می‌تواند تقریبا هر سلول در بدن شما باشد.

Our bodies are ticking time bombs.

But stem cells could offer a solution,

مادربزرگ من به دلیل دیابت در سال ۲۰۱۲ درگذشت.

because one stem cell can become almost any cell in your body.

اگر تکنولوژی در آن زمان در دسترس بود،

می‌توانستیم از سلول‌های بنیادی خودش برای تولید سلول‌های پانکراس جدید استفاده کنیم،

My grandma passed away due to diabetes in 2012.

و این می‌توانست او را درمان کند.

If the technology were available at the time,

در حال حاضر متاسفانه مهندسی سلول‌های بنیادی بسیار دشوار است.

we could have used her stem cells to generate new pancreatic cells,

and it could have cured her.

یک مشکل اساسی مربوط به نحوه ساخت آنها است,

که شامل گرفتن سلول‌های خونی بیمار

Now, unfortunately, stem cells are notoriously difficult to engineer.

و اضافه کردن مواد شیمیایی به آن سلول‌های خونی است تا به سلول‌های بنیادی تبدیل شوند.

One fundamental problem relates to how they're made,

حالا، در طول این فرآیند شیمیایی،

which involves taking a patient's blood cells

شما هرگز با مجموعه‌ای کامل از سلول‌های بنیادی مواجه نشده‌اید.

and adding chemicals to those blood cells to turn them into stem cells.

در حقیقت، شما یک پلیت بسیار شلوغ از سلول‌ها را در جهت‌های مختلف --

Now, during this chemical process,

به سمت چشم، مغز، کبد می‌گیرید --

you never end up with a perfect set of stem cells.

In fact, you get a very messy plate of cells going in different directions --

و هرسلول تصادفی باید برداشته شود.

تا همین اواخر، راه اصلی حذف سلول‌ها دست بود.

towards the eye, brain, liver --

and every random cell must be removed.

من اولین بار به یاد دارم که از موسسه سلول‌های بنیادی هاروارد بازدید کردم.

Until recently, the main way to remove cells was by hand.

دانشمند بسیار ماهری را که نشسته بریک نیمکت در حال تماشای سلول‌های بنیادی بود را دیدم،

آنها را در یک زمان ارزیابی می‌کرد

I remember the first time I visited the Harvard Stem Cell Institute.

سلول‌های اضافی را با دست برمی‌داشت.

I watched a highly skilled scientist sitting at a bench looking at stem cells,

این یک فرآیند آهسته، خسته کننده و هنری است،

evaluating them one at a time

که به همین دلیل است که امروزه یک بانک سلول بنیادی شخصی

and removing the unwanted cells by hand.

It's a slow, tedious and artisanal process,

که تولید می‌شود حدود یک میلیون دلارهزینه دارد

which is why generating a personalized stem cell bank today

حالا, استفاده از سلول‌های بنیادی اهدا کننده بسیار ارزان‌تر است,

اما سیستم ایمنی بدن شما به احتمال زیاد به این سلول‌ها حمله کرده یا آنها را پس می‌زند

costs about one million dollars.

Now, using a donor's stem cells is much cheaper,

مگر اینکه شما از سرکوب کننده‌های سیستم ایمنی استفاده کنید,

که، متاسفانه، گزینه‌ای برای بسیاری از افراد،

but your immune system will likely attack or reject those cells

به ویژه سالمندان نیست.

برای جلوگیری از این مشکل،

unless you take immunosuppressants,

برخی از دانشمندان سلول‌های بنیادی را

which, unfortunately, is not an option for a lot of people,

از افراد با شایع ترین زمینه‌های ژنتیکی نگه داری می‌کنند.

especially the elderly.

To avoid this problem,

اینجا در ایالات متحده،

some scientists are banking stem cells

بگذارید بگوییم یک بانک سلولی را با ۱۰۰نوع رده‌های سلولی رایج ساخته‌ایم.

from individuals with the most common genetic backgrounds.

این می‌تواند برای حدود ۷۵ درصد از قفقازی‌ها،

Here in the US,

let's say we made a cell bank with 100 of the most common cell lines.

۵۰ درصد از آمریکایی‌های آفریقایی جواب دهد.

اما این سخت‌تر می‌شود.

It could work for about 75 percent of Caucasians,

مؤسس من فیلیپینا-مکزیکی است،

50 percent of African Americans.

و مشخص نیست که آیا او هرگز تحت پوشش یک بانک قرار خواهد گرفت.

But it gets harder.

و در عوض،

My cofounder is Filipina-Mexican,

اگر می‌توانستید بین استفاده از یک سلول غریبه در مقابل سلول خودتان انتخاب کنید،

and it's unclear if she would be ever covered by a bank.

And regardless,

آیا شما برای خودتان را انتخاب نمی‌کردید؟

if you could choose between using a stranger's cells versus your own,

سلول‌های بنیادی شخصی، فرصت ما

برای ساخت داروهایی هستند که واقعا برای من برای شما و همه کار می‌کنند.

wouldn't you choose your own?

Personalized stem cells are our opportunity

و به منظور ایجاد این روند تولید سلول‌های بنیادی مقرون به صرفه و مقیاس پذیر،

to make medicines that truly work for me, for you and everyone.

ما باید آن را راه اندازی کنیم.

افراد مختلف رویکردهای مختلفی برای انجام این کار اتخاذ می‌کنند،

And in order to make this process of stem cell production affordable and scalable,

و تصمیم گرفتم از فیزیک استفاده کنم.

we have to automate it.

از دوران کودکی, من طرفدار دوآتشه فیزیک بودم،

Different people are taking different approaches to doing that,

به ستاره‌ها نگاه می‌کردم،

and I decided to use physics.

در مورد سفرهای فضایی خیالبافی می‌کردم.

ممنونم از، مادرم، که فکر نمی‌کرد عجیب و غریب بودم!

Since childhood, I've been a die-hard physics fan,

خانواده‌ام، از عربستان سعودی به آلمان،

gazing at the stars,

daydreaming about space travel.

به سریلانکا به بنگلادش نقل مکان کردند،

Thanks, Mom, for not thinking I was weird!

و هر بار مجبور شدم زبان‌ها و فرهنگ‌های جدیدی را یاد بگیرم.

My family moved around a lot,

from Saudi Arabia to Germany to Sri Lanka to Bangladesh,

در نهایت، من عاشق فیزیک شدم، زیرا این یک زبان جهانی بود

and each time, I had to learn new languages and cultures.

که من مجبور نبودم هر بار دوباره آن را یاد بگیرم.

وقتی دکترا را شروع کردم، به یک آزمایشگاه فیزیک لیزر پیوستم،

Eventually, I fell in love with physics because it was a universal language

زیرا لیزرها جالب‌ترین هستند.

that I didn't have to relearn every time.

اما من همچنین تصمیم گرفتم که زیست‌شناسی را سرسری یاد بگیرم.

When I started my PhD, I joined a laser physics lab,

من شروع به استفاده از لیزر برای مهندسی سلول‌های انسانی کردم،

because lasers are the coolest.

But I also decided to dabble in biology.

و زمانی که من با زیست شناسان درباره آن صحبت کردم، آنها شگفت زده شدند.

I started using lasers to engineer human cells,

به همین دلیل است: دانشمندان همیشه به دنبال راه‌هایی برای زیست شناسی دقیق‌تر هستند.

and when I talked to biologists about it, they were amazed.

گاهی اوقات کشت سلولی می‌تواند بسیار شبیه پخت و پز باشد:

Here's why: scientists are always looking for ways to make biology more precise.

مواد شیمیایی می‌گیرید، در ظرفی می‌ریزید، هم می‌زنید،گرم می‌کنید،می‌بینید چه می‌شود،

Sometimes cell culture can feel a lot like cooking:

آن را دوباره امتحان می‌کنید.

در مقابل، لیزر بسیار دقیق است،

take some chemicals, put it in a pot, stir it, heat it, see what happens,

شما می‌توانید یک سلول را در میلیون‌ها فواصل دقیق --

هر ثانیه، هر دقیقه، هر ساعت هدف قرار دهید-- آن را نامگذاری کنید.

try it all over again.

In contrast, lasers are so precise,

you can target one cell in millions at precise intervals --

من متوجه شدم که به جای انجام این فرآیند خسته کننده از کاشت سلول‌های بنیادی

با دست،

every second, every minute, every hour -- you name it.

ما می‌توانیم لیزر را برای حذف سلول‌های ناخواسته استفاده کنیم.

I realized that instead of doing this tedious process of stem cell culture

و برای انجام خودکار کل فرایند،

ما تصمیم گرفتیم از یادگیری ماشین برای شناسایی آن سلول‌های ناخواسته استفاده کنیم

by hand,

we could use lasers to remove the unwanted cells.

و آن‌ها را نابود کنیم.

And to automate the entire process,

الگوریتم‌های امروز در پیدا کردن اطلاعات مفید و تصاویر بسیار عالی هستند،

we decided to use machine learning to identify those unwanted cells

و این یک مورد استفاده کامل برای یادگیری ماشین است.

and zap them.

Algorithms today are great at finding useful information and images,

اینجا نحوه عملکرد آن آمده است:

تعدادی سلول‌های خونی را گرفته و در دیش قرار دهید.

making this a perfect use case for machine learning.

مواد شیمیایی را به سلول‌های خون اضافه کنید تا به سلول‌های بنیادی تبدیل شوند.

Here's how it works:

حالا, به جای داشتن انسانی که به دنبال آن سلول‌های اضافه باشد

Take some blood cells, put it in a cassette.

Add chemicals to those blood cells to turn them into stem cells like always.

و آنها را با دست حذف کند،

دستگاه سلول‌های ناخواسته را شناسایی می‌کند

Now, instead of having a human look for those unwanted cells

و آنها را با لیزر حذف می‌کند.

and remove them by hand,

همانطور که می‌بینید، کل این فرایند توسط دستگاه اتفاق می‌افتد.

the machine identifies the unwanted cells

and zaps them with a laser.

کامپیوتر تصمیم می‌گیرد چه زمانی و چگونه اغلب سلول‌ها چاپ شوند

As you can see, this entire process happens by machine.

و از یک سیستم کاملا اتوماتیک برای اجرای پروسه استفاده می‌کند.

The computer decides when and how often to print the cells

پس از حذف مکرر،

شما با کشت کامل از سلول‌های بنیادی خودتان مواجه می‌شوید،

and uses a fully automated system to run the process.

که آماده نگه داری است و در هر زمان قابل استفاده است.

After repeated pruning,

در آینده، قصد داریم مزارع سلول‎‌های بنیادی را

you end up with a perfect culture of your stem cells,

با دسته و دسته هزارتایی و سپس در نهایت میلیون‌ها کاست،

ready to be banked and used at any time.

هر کاست یک بانک شخصی برای یک انسان داشته باشیم.

In the future, we're going to have stem cell farms

پرستاران نمونه‌ای از خون بند ناف شما را در هنگام تولد می‌گیرند

with stacks and stacks of hundreds and then eventually millions of cassettes,

و آن را برای کشت حمل می‌کنند،

each cassette a personalized bank for one human.

به طوری که برای بقیه زندگی شما، سلول‌های بنیادیتان در فایلی، ذخیره شده،

Nurses will take a sample of your cord blood right at birth

آماده استفاده هستند, باید هر گونه نیاز پزشکی به وجود آید.

and ship it off for cultivation,

بیایید بگوییم شما به بیماری قلبی مبتلا می‌شوید.

so that for the rest of your life, your stem cells are on file, banked,

پزشک شما می‌تواند سلول‌های قلب جدید را سفارش دهد.

مو می‌ریزد. آنها می‌توانند موهای جدید را سفارش دهند.

ready to go, should any medical need arise.

Let's say you develop heart disease.

فوری‌ترین کاربرد این تکنولوژی برای کاشت‌ها است.

Your doctor can order up new heart cells.

تحقیق دکتر کپل برویتی در مؤسسه ملی چشم

Hair loss. They can order up new hair.

یک کارآزمایی بالینی پیشرفته را برای

The most immediate application of this technology is for implants.

یک درمان مبتنی بر سلول‌های بنیادی برای نابینایی آگاه کرده است.

Dr. Kapil Bharti's research at the National Eye Institute

همانطور که فرآیند ارزان‌تر می‌شود،

دانشمندان می‌توانند کارآزمایی‌های بالینی بسیار بزرگتری را در مقیاسی

has informed a breakthrough clinical trial

for a stem cell derived therapy for blindness.

برای توسعه درمان‌های جدید که امروزه وجود ندارند اجرا کنند،

As the process becomes cheaper,

زیرا امروز هزینه‌های یک میلیون دلار به زودی

scientists can run larger and larger clinical trials at scale

کمتر از ۵۰۰۰۰ خواهد بود،

to develop new treatments that don't exist today,

و حتی در طول زمان ارزان‌تر خواهد شد.

because what costs one million dollars today

حالا, آن حتی جالب‌تر هم می‌شود.

will soon be less than 50,000,

and then even cheaper with time.

و شاید شما در ذهن داشته باشید.

Now, it gets even more interesting than that.

این قطعا امکان پذیر است.

در آینده، ما ممکن است از این بانک‌های بنیادی دقیق مشابه

And perhaps you have longevity in mind.

برای تولید ارگان‌های جدید، بافت‌های جدید، پوست جدید ... استفاده کنیم

That is certainly a possibility.

In the future, we might use these exact same stem cell banks

استخوان جدید، دندان‌ها، هر چیزی؟

to generate entire new organs, new tissues, new skin ...

این تکنولوژی همچنین دارای پتانسیل انقلابی

New bone, teeth, anyone?

برای داروخانه‌های شخصی است.

امروزه مصرف دارو، تا حدودی، آزمون و خطا است.

This technology also has the potential

شما واقعا نمی‌دانید که آیا دارو برای شما کار می‌کند

to revolutionize personalized pharmaceuticals.

تا زمانی که آن را وارد بدن خود کنید.

Today, taking medicine is, to some degree, trial and error.

اما اگر ما یک نسخه کوچک انسانی از شما با سلول‌های خودتان --

You don't really know if the drug is going to work for you

until you put it in your body.

سلول‌های چشم، سلول‌های مغز، سلول‌های قلب، سلول‌های عضلانی، سلول‌های خونی بر روی

But what if we had a miniature human replica of you with your cells --

یک تراشه داشته باشیم چه؟

eye cells, brain cells, heart cells, muscle cells, blood cells --

یک کپی کوچک انسانی از شما.

می‌توانیم داروها را برداریم، اول آنها را روی سلول‌ها در آزمایشگاه آزمایش کنیم

on a chip?

تا ببینیم چگونه کار می‌کند.

A miniature human replica of you.

اگر کار کند، فوق العاده است. ادامه دهید و دارو مصرف کنید.

اگر این کار را نکنید، داروسازان می‌توانند داروهای سفارشی را فقط برای شما سفارش دهند.

We could take the drugs, test them on the cells in the lab first

to see how it works.

If it works, fantastic. Go ahead and take the drug.

این برای دهه‌ها امید و رویا دانشمندان بوده است.

If it doesn't, pharmacists can order up custom drugs just for you.

با استفاده از این تکنولوژی،

ما می‌توانیم پتانسیل واقعی سلول‌های بنیادی را درک کنیم:

This has been the hope and dream of scientists for decades.

درمان‌های کاربردی تقاضا شده از سلول‌های شما.

With this technology,

we can finally realize the true potential of stem cells:

درمان‌هایی که بدن شما پس نخواهد زد.

on-demand functional cures made from your cells.

درمان‌هایی که واقعا برای همه کار می‌کند.

Cures that your body won't reject.

آینده پزشکی بازساختی ۱۰۰ درصد شخصی است،

Cures that truly work for everyone.

و بسیار نزدیک‌تر از آنچه شما فکر می‌کنید.

The future of regenerative medicine is 100 percent personalized,

سپاسگزارم.

(تشویق)

and it's a lot closer than you think.

Thank you.

(Applause)