Geraldine Hamilton: Body parts on a chip

Geraldine Hamilton: Nos organes sur une puce.

Traducteur: Mohand Habchi Relecteur: Badia Mrani

We have a global health challenge

Nous sommes actuellement confrontés

in our hands today,

à un défi mondial pour la santé,

and that is that the way we currently

qui est que la façon dont nous découvrons et développons

discover and develop new drugs

de nouveaux médicaments

is too costly, takes far too long,

est trop coûteuse, prend beaucoup trop de temps,

and it fails more often than it succeeds.

et échoue plus souvent qu'elle ne réussit.

It really just isn't working, and that means

Ça ne marche pas bien du tout, et cela signifie

that patients that badly need new therapies

que les patients qui ont vraiment besoin de nouvelles thérapies

are not getting them,

ne les reçoivent pas,

and diseases are going untreated.

et que les maladies ne sont pas traitées.

We seem to be spending more and more money.

On dirait que nous dépensons de plus en plus d'argent.

So for every billion dollars we spend in R&D,

Pour chaque milliard de dollars dépensés dans la recherche et le développement,

we're getting less drugs approved into the market.

nous mettons de moins en moins de médicaments approuvés sur le marché.

More money, less drugs. Hmm.

Plus d'argent, moins de médicaments...

So what's going on here?

Alors que se passe-il ?

Well, there's a multitude of factors at play,

Eh bien, il y a une multitude de facteurs qui entrent en jeu,

but I think one of the key factors

mais je pense que l'un des facteurs clés

is that the tools that we currently have

est que les outils dont nous disposons actuellement

available to test whether a drug is going to work,

pour vérifier si un médicament va marcher,

whether it has efficacy,

s'il sera efficace,

or whether it's going to be safe

ou s'il sera sans danger,

before we get it into human clinical trials,

avant d'entamer les essais cliniques humains,

are failing us. They're not predicting

nous font défaut. Ils ne prédisent pas

what's going to happen in humans.

ce qui se passera chez un humain.

And we have two main tools available

Nous avons deux principaux outils

at our disposal.

à notre disposition.

They are cells in dishes and animal testing.

Ce sont les cultures cellulaires et les tests sur les animaux.

Now let's talk about the first one, cells in dishes.

Parlons tout d'abord des cultures cellulaires.

So, cells are happily functioning in our bodies.

Voilà donc des cellules qui fonctionnent bien dans notre corps.

We take them and rip them out

Nous les prenons et les arrachons

of their native environment, throw them in one of these dishes,

à leur environnement naturel, nous les jetons dans ces boîtes de Petri,

and expect them to work.

et nous espérons que ça fonctionne.

Guess what. They don't.

Devinez quoi ? Ça ne marche pas.

They don't like that environment

Elles n'aiment pas cet environnement

because it's nothing like

parce qu'il ne ressemble en rien

what they have in the body.

à celui du corps humain.

What about animal testing?

Qu'en est-il de l'expérimentation animale ?

Well, animals do and can provide

Eh bien, les animaux fournissent

extremely useful information.

des informations extrêmement utiles.

They teach us about what happens

Ils nous permettent de comprendre ce qui se passe

in the complex organism.

dans un organisme complexe.

We learn more about the biology itself.

Nous en apprenons plus sur la biologie elle-même.

However, more often than not,

Cependant, le plus souvent,

animal models fail to predict what will happen in humans

le modèle animal ne réussit pas à prédire ce qui se passera chez l'homme

when they're treated with a particular drug.

une fois traité avec un médicament particulier.

So we need better tools.

Nous avons donc besoin de meilleurs outils.

We need human cells,

Nous avons besoin de cellules humaines,

but we need to find a way to keep them happy

mais nous devons trouver un moyen de les rendre heureuses

outside the body.

à l'extérieur du corps humain.

Our bodies are dynamic environments.

Nos corps sont des environnements dynamiques.

We're in constant motion.

Nous sommes constamment en mouvement.

Our cells experience that.

Nos cellules le ressentent.

They're in dynamic environments in our body.

Elles sont dans un environnement dynamique à l’intérieur de notre corps.

They're under constant mechanical forces.

Elles sont constamment soumises à des forces mécaniques.

So if we want to make cells happy

Donc, si nous voulons que les cellules soient heureuses

outside our bodies,

à l’extérieur de nos corps,

we need to become cell architects.

nous devons devenir des architectes cellulaires.

We need to design, build and engineer

Nous devons concevoir, construire et développer

a home away from home for the cells.

pour les cellules un foyer loin de chez elles.

And at the Wyss Institute,

Et, à l'institut Wyss,

we've done just that.

c'est exactement ce que nous avons fait.

We call it an organ-on-a-chip.

Nous appelons cela un organe-sur-une-puce.

And I have one right here.

Et j'en ai un juste ici.

It's beautiful, isn't it? But it's pretty incredible.

C'est beau, n'est-ce pas ? Mais c'est assez incroyable.

Right here in my hand is a breathing, living

Je tiens là, dans ma main, un poumon humain qui respire

human lung on a chip.

et qui vit sur une puce.

And it's not just beautiful.

Et ce n'est pas seulement magnifique.

It can do a tremendous amount of things.

Ça peut faire une énorme quantité de choses.

We have living cells in that little chip,

Nous avons des cellules vivantes dans cette petite puce,

cells that are in a dynamic environment

des cellules qui sont dans un environnement dynamique

interacting with different cell types.

et qui interagissent avec différents types de cellules.

There's been many people

Beaucoup de gens

trying to grow cells in the lab.

ont essayé de cultiver des cellules en laboratoire.

They've tried many different approaches.

Ils ont tenté toutes sortes d'approches différentes.

They've even tried to grow little mini-organs in the lab.

Ils ont même essayé de cultiver de petits mini-organes en laboratoire.

We're not trying to do that here.

Ce n'est pas ce que nous essayons de faire ici.

We're simply trying to recreate

Nous essayons simplement de recréer

in this tiny chip

dans cette petite puce

the smallest functional unit

la plus petite unité fonctionnelle

that represents the biochemistry,

qui reproduise la biochimie,

the function and the mechanical strain

les fonctions et les contraintes mécaniques

that the cells experience in our bodies.

que les cellules connaissent dans nos corps.

So how does it work? Let me show you.

Alors, comment ça marche ? Permettez-moi de vous montrer.

We use techniques from the computer chip

Nous utilisons les techniques

manufacturing industry

de l'industrie des puces informatiques

to make these structures at a scale

pour fabriquer ces structures à une échelle qui convienne

relevant to both the cells and their environment.

à la fois pour les cellules et leur environnement.

We have three fluidic channels.

Nous avons trois canaux qui distribuent des fluides.

In the center, we have a porous, flexible membrane

Au centre, nous avons une membrane poreuse souple,

on which we can add human cells

sur laquelle nous pouvons ajouter des cellules humaines,

from, say, our lungs,

venant de nos poumons, par exemple,

and then underneath, they had capillary cells,

puis en dessous, nous avons des cellules capillaires,

the cells in our blood vessels.

les cellules de nos vaisseaux sanguins.

And we can then apply mechanical forces to the chip

Et nous pouvons alors appliquer des forces mécaniques à la puce

that stretch and contract the membrane,

qui étendent et contractent la membrane,

so the cells experience the same mechanical forces

de sorte que les cellules subissent les mêmes forces mécaniques

that they did when we breathe.

que lorsque nous respirons.

And they experience them how they did in the body.

Elles les ressentent de la même façon que dans le corps.

There's air flowing through the top channel,

Il y a de l'air qui passe dans le canal supérieur,

and then we flow a liquid that contains nutrients

puis nous faisons circuler un liquide qui contient des nutriments

through the blood channel.

par le canal sanguin.

Now the chip is really beautiful,

Cette puce est vraiment magnifique,

but what can we do with it?

mais qu'est-ce qu'on peut en faire ?

We can get incredible functionality

Il y a d'incroyables possibilités

inside these little chips.

dans ces petites puces.

Let me show you.

Laissez-moi vous montrer.

We could, for example, mimic infection,

Nous pourrions, par exemple, simuler une infection

where we add bacterial cells into the lung.

en ajoutant des cellules bactériennes dans le poumon,

then we can add human white blood cells.

et ensuite des globules blancs.

White blood cells are our body's defense

Les globules blancs sont les défenses de notre corps

against bacterial invaders,

contre les invasions bactériennes,

and when they sense this inflammation due to infection,

et quand ils perçoivent l'inflammation due à l'infection,

they will enter from the blood into the lung

ils passent du sang aux poumons

and engulf the bacteria.

et dévorent les bactéries.

Well now you're going to see this happening

Eh bien, vous allez voir en direct ce qui se passe

live in an actual human lung on a chip.

dans un vrai poumon humain sur une puce.

We've labeled the white blood cells so you can see them flowing through,

Nous avons coloré les globules blancs, de sorte que vous puissiez les voir passer.

and when they detect that infection,

Lorsqu'ils détectent l'infection,

they begin to stick.

ils commencent à s’agglutiner,

They stick, and then they try to go into the lung

puis essaient de passer du canal sanguin

side from blood channel.

vers le côté du poumon.

And you can see here, we can actually visualize

Et, comme vous le voyez ici,

a single white blood cell.

on peut visualiser un globule blanc.

It sticks, it wiggles its way through

Il se fixe, se faufile

between the cell layers, through the pore,

entre les couches des cellules, à travers le pore,

comes out on the other side of the membrane,

ressort de l'autre côté de la membrane,

and right there, it's going to engulf the bacteria

et là, il va dévorer les bactéries

labeled in green.

colorées en vert.

In that tiny chip, you just witnessed

Sur cette petite puce, vous venez de visualiser

one of the most fundamental responses

l'une des réponses les plus fondamentales

our body has to an infection.

de notre corps face à une infection.

It's the way we respond to -- an immune response.

C'est la façon par laquelle on réagit : notre réponse immunitaire.

It's pretty exciting.

C'est vraiment enthousiasmant.

Now I want to share this picture with you,

Je veux vous faire partager cette photo,

not just because it's so beautiful,

non seulement parce qu'elle est belle,

but because it tells us an enormous amount of information

mais parce qu'elle nous fournit une énorme quantité d'informations

about what the cells are doing within the chips.

sur ce que les cellules font dans les puces.

It tells us that these cells

Elle nous montre que ces cellules

from the small airways in our lungs,

qui viennent des petites voies aériennes de nos poumons

actually have these hairlike structures

ont développé ces structures semblables à des poils

that you would expect to see in the lung.

que l'on voit dans les poumons.

These structures are called cilia,

Ces structures sont appelées cils,

and they actually move the mucus out of the lung.

et elles expulsent le mucus hors des poumons.

Yeah. Mucus. Yuck.

Oui. Le mucus. Beurk.

But mucus is actually very important.

Mais le mucus est en fait très important.

Mucus traps particulates, viruses,

Le mucus piège des particules, des virus,

potential allergens,

des allergènes potentiels,

and these little cilia move

et ces petits cils

and clear the mucus out.

expulsent le mucus à l’extérieur.

When they get damaged, say,

Quand ils sont endommagés,

by cigarette smoke for example,

par exemple par la fumée de cigarette,

they don't work properly, and they can't clear that mucus out.

ils ne fonctionnent pas correctement, et ne peuvent pas expulser le mucus.

And that can lead to diseases such as bronchitis.

Cela peut conduire à des maladies telles que la bronchite.

Cilia and the clearance of mucus

Les cils et l'élimination du mucus

are also involved in awful diseases like cystic fibrosis.

sont également impliqués dans de terribles maladies comme la fibrose kystique.

But now, with the functionality that we get in these chips,

Mais maintenant, avec les possibilités que nous donnent ces puces,

we can begin to look

nous pouvons commencer à chercher

for potential new treatments.

de nouveaux traitements potentiels.

We didn't stop with the lung on a chip.

Nous ne nous sommes pas arrêtés avec le poumon sur une puce.

We have a gut on a chip.

Nous avons un intestin sur une puce.

You can see one right here.

Vous pouvez en voir un ici.

And we've put intestinal human cells

Nous avons mis des cellules intestinales humaines

in a gut on a chip,

dans un boyau sur une puce.

and they're under constant peristaltic motion,

Ils sont soumis à un mouvement péristaltique constant,

this trickling flow through the cells,

un flux s’écoule à travers les cellules,

and we can mimic many of the functions

et on peut simuler beaucoup des fonctions

that you actually would expect to see

qui se déroulent

in the human intestine.

dans l'intestin humain.

Now we can begin to create models of diseases

Nous pouvons maintenant commencer à créer des modèles de maladies,

such as irritable bowel syndrome.

telles que le syndrome du côlon irritable.

This is a disease that affects

Il s'agit d'une maladie qui affecte

a large number of individuals.

un grand nombre de personnes.

It's really debilitating,

Elle est extrêmement invalidante,

and there aren't really many good treatments for it.

et il n'existe pas vraiment de bon traitement.

Now we have a whole pipeline

Nous avons actuellement une série

of different organ chips

de différentes puces d'organes

that we are currently working on in our labs.

sur lesquelles nous travaillons dans nos laboratoires.

Now, the true power of this technology, however,

Cependant, la véritable puissance de cette technologie

really comes from the fact

se trouve en réalité dans le fait

that we can fluidically link them.

que nous pouvons les relier par les fluides.

There's fluid flowing across these cells,

Il y a des fluidse qui circulent dans ces cellules,

so we can begin to interconnect

on peut donc interconnecter

multiple different chips together

différentes puces ensemble,

to form what we call a virtual human on a chip.

pour réaliser ce que l'on appelle un humain virtuel sur une puce.

Now we're really getting excited.

Nous en arrivons à la partie la plus excitante.

We're not going to ever recreate a whole human in these chips,

Nous n'allons jamais recréer un être humain complet sur ces puces,

but what our goal is is to be able to recreate

mais notre but est d'être en mesure de recréer

sufficient functionality

suffisamment de fonctionnalités

so that we can make better predictions

pour pouvoir faire de meilleures prédictions

of what's going to happen in humans.

sur ce qui passera dans le corps humain.

For example, now we can begin to explore

Par exemple, nous pouvons maintenant commencer à étudier ce qui se passe

what happens when we put a drug like an aerosol drug.

lorsqu'on utilise un médicament administré en aérosol.

Those of you like me who have asthma, when you take your inhaler,

Si, comme moi, vous souffrez d'asthme, quand vous prenez votre inhalateur,

we can explore how that drug comes into your lungs,

nous pouvons étudier la façon dont ce médicament va dans vos poumons,

how it enters the body,

comment il pénètre dans le corps,

how it might affect, say, your heart.

comment il pourrait affecter, par exemple, votre cœur.

Does it change the beating of your heart?

Modifie-t-il le battement de votre cœur ?

Does it have a toxicity?

Est-il toxique ?

Does it get cleared by the liver?

Est-il éliminé par le foie ?

Is it metabolized in the liver?

Est-il métabolisé dans le foie ?

Is it excreted in your kidneys?

Est-il excrété dans vos reins ?

We can begin to study the dynamic

Nous pouvons commencer à étudier la réponse dynamique

response of the body to a drug.

de l'organisme à un médicament.

This could really revolutionize

Cela pourrait vraiment être une révolution

and be a game changer

et changer toute la donne,

for not only the pharmaceutical industry,

non seulement pour l'industrie pharmaceutique,

but a whole host of different industries,

mais aussi pour bon nombre d'autres industries,

including the cosmetics industry.

dont l'industrie cosmétique.

We can potentially use the skin on a chip

Nous pourrions éventuellement utiliser la peau sur une puce

that we're currently developing in the lab

que nous sommes en train de développer au laboratoire

to test whether the ingredients in those products

pour tester si les ingrédients de ces produits

that you're using are actually safe to put on your skin

que vous utilisez ne sont pas nocifs pour votre peau,

without the need for animal testing.

sans avoir recours aux tests sur animaux.

We could test the safety

Nous pourrions tester la nocivité

of chemicals that we are exposed to

des produits chimiques auxquels nous sommes quotidiennement exposés

on a daily basis in our environment,

dans notre environnement,

such as chemicals in regular household cleaners.

comme les produits chimiques contenus dans les produits ménagers ordinaires.

We could also use the organs on chips

Nous pourrions également utiliser les organes sur des puces,

for applications in bioterrorism

pour des applications dans le bioterrorisme,

or radiation exposure.

ou l'exposition au rayonnement.

We could use them to learn more about

Nous pourrions les utiliser pour en savoir plus

diseases such as ebola

sur des maladies telles que l'Ebola

or other deadly diseases such as SARS.

ou d'autres maladies mortelles telles que le SRAS.

Organs on chips could also change

Les organes sur des puces pourraient à l’avenir également changer

the way we do clinical trials in the future.

la manière dont nous faisons des essais cliniques.

Right now, the average participant

Aujourd'hui, le participant moyen

in a clinical trial is that: average.

à un essai clinique n'est que « moyen ».

Tends to be middle aged, tends to be female.

Il a tendance à être d'âge moyen, et de sexe féminin.

You won't find many clinical trials

Vous ne trouverez pas beaucoup d'essais cliniques

in which children are involved,

réalisés sur des enfants.

yet every day, we give children medications,

Pourtant, chaque jour, nous donnons des médicaments aux enfants

and the only safety data we have on that drug

et les seules données que nous avons concernant la nocivité de ce médicament

is one that we obtained from adults.

sont basées sur des adultes.

Children are not adults.

Les enfants ne sont pas des adultes.

They may not respond in the same way adults do.

Ils peuvent ne pas répondre de la même manière que les adultes.

There are other things like genetic differences

Il y a d'autres choses, comme les différences génétiques

in populations

entre populations

that may lead to at-risk populations

qui peuvent conduire à des populations à risque,

that are at risk of having an adverse drug reaction.

susceptibles d'avoir une réaction indésirable à un médicament.

Now imagine if we could take cells from all those different populations,

Imaginez maintenant, si nous pouvions prendre des cellules parmi ces différentes populations,

put them on chips,

les mettre sur des puces,

and create populations on a chip.

et créer des populations sur une puce.

This could really change the way

Cela pourrait vraiment changer la façon

we do clinical trials.

dont nous faisons des essais cliniques.

And this is the team and the people that are doing this.

Voici l'équipe, et les gens qui réalisent tout cela.

We have engineers, we have cell biologists,

On a des ingénieurs, on a des biologistes cellulaires,

we have clinicians, all working together.

on a des cliniciens, qui travaillent tous ensemble.

We're really seeing something quite incredible

Nous assistons à quelque chose de tout à fait incroyable

at the Wyss Institute.

à l'institut Wyss.

It's really a convergence of disciplines,

C'est vraiment une convergence des disciplines

where biology is influencing the way we design,

où la biologie influe sur note façon de concevoir,

the way we engineer, the way we build.

de développer et de construire.

It's pretty exciting.

C'est assez enthousiasmant.

We're establishing important industry collaborations

Nous établissons des collaborations importantes avec l'industrie,

such as the one we have with a company

comme celle que nous avons avec une entreprise

that has expertise in large-scale digital manufacturing.

qui possède une expertise dans la fabrication numérique à grande échelle.

They're going to help us make,

Ils vont nous aider à réaliser,

instead of one of these,

au lieu d'une seule puce,

millions of these chips,

des millions de puces similaires,

so that we can get them into the hands

de sorte que nous puissions les mettre

of as many researchers as possible.

à la disposition d'un maximum de chercheurs possible.

And this is key to the potential of that technology.

C'est essentiel pour le futur de cette technologie.

Now let me show you our instrument.

Je vais vous montrer notre appareil.

This is an instrument that our engineers

C'est un instrument dont nos ingénieurs réalisent actuellement

are actually prototyping right now in the lab,

le prototype au laboratoire,

and this instrument is going to give us

et qui va nous donner les moyens techniques

the engineering controls that we're going to require

dont nous aurons besoin

in order to link 10 or more organ chips together.

pour relier 10 ou plus puces d'organes ensemble.

It does something else that's very important.

Cet instrument fait autre chose de très important.

It creates an easy user interface.

Il offre une interface utilisateur simple.

So a cell biologist like me can come in,

Ainsi, un biologiste cellulaire comme moi peut arriver,

take a chip, put it in a cartridge

prendre une puce, la mettre dans une cartouche,

like the prototype you see there,

comme avec le prototype que vous voyez là,

put the cartridge into the machine

insérer la cartouche dans la machine,

just like you would a C.D.,

comme vous le feriez avec un CD,

and away you go.

et c'est terminé.

Plug and play. Easy.

Plug and play. Facile.

Now, let's imagine a little bit

Maintenant, imaginons un peu

what the future might look like

à quoi l'avenir pourrait ressembler

if I could take your stem cells

si je pouvais prendre vos cellules souches

and put them on a chip,

et les mettre sur une puce,

or your stem cells and put them on a chip.

ou vos cellules souches, et les mettre sur une puce.

It would be a personalized chip just for you.

Ce serait une puce personnalisée, rien que pour vous.

Now all of us in here are individuals,

Nous tous, ici, sommes des individus,

and those individual differences mean

et ces différences individuelles signifient

that we could react very differently

que nous pouvons réagir très différemment

and sometimes in unpredictable ways to drugs.

et parfois de façon imprévisible aux médicaments.

I myself, a couple of years back, had a really bad headache,

Il y a quelques années de cela, j'ai moi-même eu un terrible mal de tête,

just couldn't shake it, thought, "Well, I'll try something different."

je n'arrivais pas à m'en débarrasser, et me suis dit « Je vais essayer autre chose».

I took some Advil. Fifteen minutes later,

J'ai pris quelques comprimés d’Advil, et quinze minutes plus tard,

I was on my way to the emergency room

j'étais en route pour les urgences

with a full-blown asthma attack.

avec une crise d'asthme aigue.

Now, obviously it wasn't fatal,

De toute évidence, elle ne m'a pas été fatale,

but unfortunately, some of these

mais malheureusement,

adverse drug reactions can be fatal.

certains effets secondaires des médicaments peuvent être mortels.

So how do we prevent them?

Comment faire pour les éviter ?

Well, we could imagine one day

Eh bien, nous pourrions imaginer un jour

having Geraldine on a chip,

avoir Géraldine sur une puce,

having Danielle on a chip,

avoir Danielle sur une puce,

having you on a chip.

vous avoir, vous, sur une puce.

Personalized medicine. Thank you.

Une médecine personnalisée. Merci.

(Applause)

(Applaudissements)