Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

نینا تندان: آیا مهندسی بافت می تواند منجر به پزشکی منحصر به فرد و شخصی بشود؟

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Translator: Azadeh Goudarzi Reviewer: soheila Jafari

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

می خوام چندتا از مدلهایی رو بهتون نشون بدم که

I work with.

باهاشون کار می کنم

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

تمامی آنها کاملا بی نقص هستند، حتی ذره ای چربی ندارند

Did I mention they're gorgeous?

بهتون گفتم که آنها چقد فوق العاده هستند؟

And they're scientific models? (Laughs)

البته آنها مدلهای علمی هستن! (خنده)

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

همونطور که احتمالا حدس زدین من یک مهندس بافت هستم

and this is a video of some of the beating heart

و این ویدیو یک قلب در حال تپیدن رو نشون می ده که

that I've engineered in the lab.

من در آزمایشگاه ساختم

And one day we hope that these tissues

ما امیدواریم یه روز این بافتهای مهندسی شده

can serve as replacement parts for the human body.

بتوانند به عنوان جایگزین های بافتی اعضای بدن انسان کار کنند

But what I'm going to tell you about today

ولی چیزی که امروز می خواهم بگم بهتون

is how these tissues make awesome models.

اینه که چطوری این بافتها می تونن مدلهای بسیار خوبی را بسازند

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

بیایند برای یک لحظه به مراحل ارزیابی و تصویب دارو فکر کنیم

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

از فرمول بندی دارو گرفته، تا تستهای آزمایشگاهی، تست بر روی حیوانات،

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

و بعد تستهای کلینیکی که شاید شما به آنها تست های روی انسان بگویید

before the drugs get to market.

قبل ازاینکه دارو وارد بازار بشه [همه‌ی این آزمایشات باید انجام شده باشه].

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

که خیلی هزینه زیاد و وقت زیادی می بره

and sometimes, even when a drug hits the market,

و بعضی وقتا حتی بعد از اینکه دارو وارد بازار شد٬

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

به نحو پیش بینی نشده ای عمل می کنه و به آدمها آسیب می رسونه.

And the later it fails, the worse the consequences.

هر چی دیرتر این عارضه معلوم بشه، اثرات بدتری می ذاره.

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

برای این قضیه دو دلیل اصلی هست: اول اینکه آدمها با موشهای آزمایشگاهی فرق دارن٬

and two, despite our incredible similarities to one another,

دوم اینکه با وجود تمام شباهتی که ما -آدمها- با هم داریم

actually those tiny differences between you and I

در واقع همون اختلافهای کوچک بین من و شما

have huge impacts with how we metabolize drugs

اثر بزرگی روی نحوه جذب و دفع دارو در بدن ما داره

and how those drugs affect us.

و نحوه ای که دارو ما رو تحت تاثیر قرار میده

So what if we had better models in the lab

برای همین اگر ما مدل های بهتری -برای شبیه سازی شرایط بدن- در آزمایشگاه داشته باشیم

that could not only mimic us better than rats

نه تنها از موشهای آزمایشگاهی به ما شبیه تر است

but also reflect our diversity?

بلکه می تونه بازتاب بهتری از تنوع موجود بین ما -آدمها- باشه

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

حالا ببینیم که مهندسی بافت چطور می تونه این کار رو بکنه.

One of the key technologies that's really important

یکی از فناوری های کلیدی که اهمیت زیادی داره

is what's called induced pluripotent stem cells.

استفاده از سلولهای بنیادی پرتوان القایی است.

They were developed in Japan pretty recently.

آنها به تازگی در ژاپن توسعه پیدا کرده اند.

Okay, induced pluripotent stem cells.

خب، سلولهای بنیادی پرتوان القایی.

They're a lot like embryonic stem cells

آنها خیلی شبیه سلولهای بنیادی جنینی (رویان) هستند

except without the controversy.

فقط مشکلات اخلاقی و مجادلات اجتماعی کمتری دارن

We induce cells, okay, say, skin cells,

ما سلولها رو القا کردیم، برای مثال سلولهای پوست رو

by adding a few genes to them, culturing them,

توسط افزودن چندتا ژن، کشت سلولی

and then harvesting them.

و در نهایت جمع آوری سلولها.

So they're skin cells that can be tricked,

پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن.

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

پس آنها سلولهای پوستی هستن که می شه یه جور با بیماری فراموشی سلولی گولشون زد تا به مرحله جنینی برگردن.

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

اولین نکته با حال این قضیه خلاصی از معضلات اخلاقی-هنجاری قضیه است.

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

دومین نکته با حال اینه که باهاشون می شه هر نوع بافتی رو رشد داد

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

بافت مغزی، قلبی، کبدی، بقیه اش رو خودتون می‌گیرین دیگه٬

but out of your cells.

ولی با سلولهای خودتون.

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

پس ما می‌تونیم یه مدل از قلبتون یا مغزتون بسازیم

on a chip.

روی یه تراشه.

Generating tissues of predictable density and behavior

تولید بافتهایی با چگالی و رفتار قابل پیش‌بینی

is the second piece, and will be really key towards

مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره.

getting these models to be adopted for drug discovery.

مرحله دومی هست که برای اینکه (این روش) بتونه در اکتشاف دارو به کار بره واقعا نقش کلیدی داره.

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

این یه طرح ساده شده از بیورآکتوری هست که ما توی آزمایشگاهمون تولید می کنیم

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

که با یه روش مقیاس پذیر و جزء به جزء به مهندسی بافتها کمک کنه.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

به زودی می شه نسخه ای از این سیستم رو با انبوهی از نسخه های موازی تصور کرد

with thousands of pieces of human tissue.

با هزاران نوع بافتهای (مختلف) انسانی.

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

مثل اینکه تستهای کلینیکی (تست بر روی انسان) رو روی یه تراشه بشه انجام داد.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

نکته دیگه ای راجع به این سلولهای بنیادی پرتوان القایی

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

اینه که اگه مثلا یه سری سلول پوست برداریم٬

from people with a genetic disease

از کسانی که یه بیماری وراثتی (ژنتیکی) دارن

and we engineer tissues out of them,

و بافتی از آنها تولید کنیم٬

we can actually use tissue-engineering techniques

در واقع می تونیم با استفاده از روشهای مهندسی بافت

to generate models of those diseases in the lab.

مدلی از اون بیماری ها رو توی آزمایشگاه تولید کنیم.

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

این یه مثال از آزمایشگاه کوین ایگان در هاروارد هست.

He generated neurons

او سلولهای عصبی تولید کرد

from these induced pluripotent stem cells

با استفاده از این سلولهای بنیادی پرتوان القایی

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

از بیماران مبتلا به بیماری لوگریگ٬

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

اون سلولها رو به سلولهای عصبی تمایز داد و نکته جالب این بود

is that these neurons also show symptoms of the disease.

که اون سلولهای عصبی هم علایم همون بیماری رو از خودشون نشون دادن

So with disease models like these, we can fight back

با چنین مدلهایی ما می‌تونیم با بیماری‌ها مبارزه کنیم

faster than ever before and understand the disease better

خیلی سریعتر از قبل و بیماری رو بهتر از قبل

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

درک کنیم، و حتی شاید داروهارو سریعتر کشف کنیم.

This is another example of patient-specific stem cells

این مثال دیگه ای از سلولهای بنیادی مخصوص به یک بیمار هست

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

آنها توسط سلولهای بیماری مبتلا به تینیت پیگمانتوزا مهندسی شدند.

This is a degeneration of the retina.

در این بیماری شبکیه چشم به مرور تحلیل می ره.

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

این بیماری به صورت موروثی در خانواده ما هست، ما امیدواریم

that cells like these will help us find a cure.

که این سلولها به ما کمک کنن معالجه ای برای این بیماری پیدا کنیم.

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

بعضی مردم ممکنه فکر کنن این مدلها به نظر خوب می آیند

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

ولی باز می‌پرسند: آیا این مدلها به خوبی موش آزمایشگاهی هستن؟

The rat is an entire organism, after all,

به هر حال موشها یک ارگانسیم کامل هستند٬

with interacting networks of organs.

متشکل از تعامل شبکه ایی عضوهای مختلف

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

داروی قلبی می تونه در کبد هضم بشه

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

ممکنه بعضی از محصولات جانبی داخل چربی ذخیره بشن.

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

آیا با استفاده از این مدلهای مهندسی شده شما همه این احتمالات رو از نادیده نمی گیرید؟

Well, this is another trend in the field.

بله، این هم روند جدیدی هست در این رشته

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

با تلفیق روشهای مهندسی بافت با میکرو سیالات٬

the field is actually evolving towards just that,

این رشته داره به اون جهت هم تکامل پیدا می کنه٬

a model of the entire ecosystem of the body,

یه مدل از تمام اکوسیستم بدن

complete with multiple organ systems to be able to test

شامل تمام اعضای متعدد بدن به طوریکه بشه تست کرد

how a drug you might take for your blood pressure

چطوری یه داروی که برای فشار خون مصرف می کنید

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

می تونه رو کبدتون تاثیر بذاره یا داروی ضد افسردگی روی قلبتون.

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

ساختن این چنین سیستمهایی بسیار سخته، ولی ما داریم بهش نزدیک می شیم

and so, watch out.

پس منتظر باشین.

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

ولی این همه اش نیست، وقتی دارو -برای مصرف انسانها- تصویب شد

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

روشهای مهندسی بافت می تونه به توسعه درمانهای شخصی (فرد به فرد) کمک کنه

This is an example that you might care about someday,

این یه مثاله که ممکنه برای شما هم یه روز مهم بشه

and I hope you never do,

البته امیدوارم که نشه

because imagine if you ever get that call

تصور کنین یه روز اون تلفن زنگ می زنه

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

و شما خبر بد رو دریافت می کنین: ممکنه سرطان داشته باشین.

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

آیا ترجیج نمیدین اول آزمایش کنین که اون داروهای سرطان

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

که قراره مصرف کنین، آیا روی سرطان شما جواب می ده؟

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

توی آزمایشگاه کارن برگ، آنها

using inkjet technologies to print breast cancer cells

از فناوری پرینت جوهری استفاده می کنن تا سلولهای سرطان سینه رو پرینت کنن

and study its progressions and treatments.

و پیشرفت و درمانشون رو مطالعه میکنن

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

بعضی از همکاران ما در (موسسه) تافتس چند مدل مانند این رو با هم ترکیب می کنن

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

با استخوان ساخته شده توسط مهندسی بافت تا ببینن چطور سرطان

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

می تونه از یه بخش بدن به بخش دیگه منتقل بشه

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

و می تونین تصور کنین که انواع این تراشه های چندین بافتی

to be the next generation of these kinds of studies.

می تونن نسل بعدی این نوع مطالعات باشن.

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

اگه به مدلهایی که راجع بهشون صحبت کردیم فکر کنیم٬

you can see, going forward, that tissue engineering

می بینین که به زودی مهندسی بافت

is actually poised to help revolutionize drug screening

مراحل ارزیابی و تصویب دارو رو متحول می کنه

at every single step of the path:

در ابتدایی ترین گام از مسیر

disease models making for better drug formulations,

مدل های (شبیه سازی شده) بیماری باعث می شن بشه فرمول بندی های بهتری از دارو ساخت٬

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

مدلهای بافتهای انسانی با انبوهی از نسخه های موازی می تونن تستهای آزمایشگاهی رو متحول کنن٬

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

تعداد تستهای حیوانی و تستهای کلینیکی روی انسانها رو کاهش بدن٬

and individualized therapies that disrupt

و روشهای درمانی منحصر به فرد ارائه بدن

what we even consider to be a market at all.

چیزی که می تونیم اون رو حتی یه بازار خاص در نظر بگیریم

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

در واقع ما سرعت دریافت پاسخ رو به شدت زیاد کردیم

between developing a molecule and learning about

بین تولید یه مولکول و فهمیدن اینکه

how it acts in the human body.

چطوری در بدن انسان عمل می کنه

Our process for doing this is essentially transforming

اصولا روندی که استفاده کردیم

biotechnology and pharmacology into an information technology,

تبدیل بیوتکنولوژی و داروشناسی بوده به فن آوری اطلاعات

helping us discover and evaluate drugs faster,

که کمک می کنه هم اکتشاف و هم ارزیابی دارو سریعتر

more cheaply and more effectively.

ارزونتر و موثرتر انجام بشه

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

این روش معنی جدیدی میده به مدلهای شبیه سازی شده در مقایسه با تستهای حیوانی، اینطور نیست؟

Thank you. (Applause)

متشکرم. (تشویق تماشاگران)