The brain may be able to repair itself -- with help | Jocelyne Bloch

Traduttore: Beatrice Chiamenti Revisore: Angela Dettori

So I'm a neurosurgeon.

Sono un neurochirurgo.

And like most of my colleagues,

E come molti dei miei colleghi

I have to deal, every day, with human tragedies.

ho a che fare ogni giorno con tragedie umane.

I realize how your life can change from one second to the other

So quanto la vita può cambiare da un secondo all'altro

after a major stroke or after a car accident.

dopo un ictus grave o un incidente stradale.

And what is very frustrating for us neurosurgeons

E ciò che è davvero frustrante per noi neurochirurghi

is to realize that unlike other organs of the body,

è rendersi conto che, a differenza di altri organi del corpo,

the brain has very little ability for self-repair.

il cervello ha una capacità molto limitata di ripararsi da solo.

And after a major injury of your central nervous system,

A seguito di un grave danno al sistema nervoso centrale

the patients often remain with a severe handicap.

i pazienti spesso rimangono affetti da un severo handicap.

E questa probabilmente è la ragione per cui ho scelto

And that's probably the reason why I've chosen

to be a functional neurosurgeon.

di essere un neurochirurgo funzionale.

What is a functional neurosurgeon?

Cos'è un neurochirurgo funzionale?

It's a doctor who is trying to improve a neurological function

È un medico che cerca di migliorare una funzione neurologica

through different surgical strategies.

attraverso strategie chirurgiche alternative.

Avrete sentito parlare sicuramente di una delle più famose,

You've certainly heard of one of the famous ones

called deep brain stimulation,

chiamata stimolazione cerebrale profonda,

where you implant an electrode in the depths of the brain

nella quale si impianta un elettrodo nelle profondità del cervello

in order to modulate a circuit of neurons

così che si possa modulare un circuito di neuroni

to improve a neurological function.

per migliorare una funzione cerebrale.

It's really an amazing technology

È davvero una tecnologica fantastica

in that it has improved the destiny of patients

che ha già migliorato il destino di pazienti

with Parkinson's disease,

affetti dal morbo di Parkinson,

with severe tremor, with severe pain.

con tremori e dolori gravi.

However, neuromodulation does not mean neuro-repair.

Comunque, neuromodulazione non significa neuro-riparazione.

And the dream of functional neurosurgeons

E il sogno dei neurochirurghi funzionali

is to repair the brain.

è di riparare il cervello.

I think

Io penso

that we are approaching this dream.

che ci stiamo avvicinando a questo sogno.

And I would like to show you

E mi piacerebbe mostrarvi

that we are very close to this.

che ci siamo molto vicini.

And that with a little bit of help,

E che con un po' di aiuto

the brain is able to help itself.

il cervello è in grado di ripararsi da solo.

So the story started 15 years ago.

Dunque, la storia è cominciata 15 anni fa.

At that time, I was a chief resident

Allora ero uno specializzando capo

working days and nights in the emergency room.

e lavoravo giorno e notte al pronto soccorso.

I often had to take care of patients with head trauma.

Spesso dovevo prendermi cura di pazienti con traumi cranici.

You have to imagine that when a patient comes in with a severe head trauma,

Dovete immaginarvi che quando un paziente arriva con un grave trauma cranico

his brain is swelling

il suo cervello si sta gonfiando

and he's increasing his intracranial pressure.

e sta aumentando la sua pressione intracranica.

And in order to save his life,

E per salvargli la vita

you have to decrease this intracranial pressure.

bisogna diminuire questa pressione.

And to do that,

E per farlo

you sometimes have to remove a piece of swollen brain.

a volte bisogna rimuovere parte del cervello tumefatto.

So instead of throwing away these pieces of swollen brain,

Quindi, invece di buttare via questi pezzi di cervello tumefatto,

we decided with Jean-François Brunet,

abbiamo deciso con Jean-François Brunet,

who is a colleague of mine, a biologist,

che è un mio collega, un biologo,

to study them.

di studiarli.

What do I mean by that?

Cosa intendo dire?

We wanted to grow cells from these pieces of tissue.

Volevamo far crescere nuove cellule da questi pezzi di tessuto.

It's not an easy task.

Non è un compito semplice.

Growing cells from a piece of tissue

Far crescere delle cellule da un pezzo di tessuto

is a bit the same as growing very small children

è un po' come far crescere dei piccoli bambini

out from their family.

dalla loro famiglia.

So you need to find the right nutrients,

Devi trovare i nutrienti giusti,

the warmth, the humidity

il calore, l'umidità

and all the nice environments to make them thrive.

e l'ambiente migliore per farli crescere bene.

Questo è esattamente ciò che dovevamo fare con queste cellule.

So that's exactly what we had to do with these cells.

And after many attempts,

E dopo molti tentativi

Jean-François did it.

Jean-François ce l'ha fatta.

And that's what he saw under his microscope.

E questo è ciò che ha visto dal suo microscopio.

And that was, for us, a major surprise.

Questa è stata per noi un'enorme sorpresa.

Why?

Perché?

Because this looks exactly the same as a stem cell culture,

Perché questa sembra esattamente una coltura di cellule staminali,

with large green cells surrounding small, immature cells.

con grandi cellule verdi che circondano le cellule piccole e immature.

And you may remember from biology class

E forse ricorderete dalle lezioni di biologia

that stem cells are immature cells,

che le cellule staminali sono cellule immature,

able to turn into any type of cell of the body.

capaci di trasformarsi in qualunque tipo di cellula del corpo.

The adult brain has stem cells, but they're very rare

Il cervello adulto ha cellule staminali ma sono molto rare

and they're located in deep and small niches

e sono localizzate in piccole, lontane nicchie

in the depths of the brain.

nelle profondità del cervello.

So it was surprising to get this kind of stem cell culture

Perciò è stato sorprendente trovare questo tipo di coltura di staminali

nella parte superficiale del cervello tumefatto

from the superficial part of swollen brain we had

in the operating theater.

che avevamo in sala operatoria.

And there was another intriguing observation:

E c'era un'altra osservazione intrigante:

Regular stem cells are very active cells --

le cellule staminali normali sono molto attive,

cells that divide, divide, divide very quickly.

si dividono più e più volte molto velocemente.

And they never die, they're immortal cells.

E non muoiono mai, sono immortali.

But these cells behave differently.

Ma queste cellule si comportavano diversamente.

They divide slowly,

Si dividevano lentamente

and after a few weeks of culture,

e dopo qualche settimana di coltura

they even died.

addirittura morivano.

So we were in front of a strange new cell population

Quindi ci trovavamo di fronte a una nuova strana popolazione di cellule

that looked like stem cells but behaved differently.

che avevano l'aspetto di staminali ma si comportavano diversamente.

And it took us a long time to understand where they came from.

E ci è voluto un bel po' di tempo per capire da dove venissero.

They come from these cells.

Venivano da queste cellule.

These blue and red cells are called doublecortin-positive cells.

Queste cellule blu e rosse sono chiamate

cellule positive per la proteina doublecortin.

All of you have them in your brain.

Voi tutti le avete nel cervello.

They represent four percent of your cortical brain cells.

Rappresentano il 4% delle vostre cellule cerebrali corticali.

They have a very important role during the development stage.

Hanno un ruolo molto importante durante lo stadio dello sviluppo.

When you were fetuses,

Quando eravate dei feti

they helped your brain to fold itself.

aiutavano il vostro cervello a ripiegarsi.

But why do they stay in your head?

Ma perché sono ancora nelle vostre teste ora?

This, we don't know.

Questo non lo sappiamo.

We think that they may participate in brain repair

Noi pensiamo che possano partecipare alla riparazione del cervello

because we find them in higher concentration

perché ne troviamo una più alta concentrazione

close to brain lesions.

vicino alle lesioni cerebrali.

But it's not so sure.

Ma non è così certo.

But there is one clear thing --

Solo una cosa è chiara:

that from these cells,

da queste cellule

we got our stem cell culture.

avevamo ottenuto la nostra coltura di cellule staminali.

And we were in front of a potential new source of cells

Ed eravamo di fronte a una potenziale nuova fonte di cellule

to repair the brain.

per riparare il cervello.

And we had to prove this.

Non rimaneva che provarlo.

So to prove it,

Perciò, per provarlo,

we decided to design an experimental paradigm.

abbiamo deciso di disegnare un paradigma sperimentale.

The idea was to biopsy a piece of brain

L'idea era quella di effettuare una biopsia in una parte del cervello

in a non-eloquent area of the brain,

che fosse in un'area non eloquente

and then to culture the cells

e fare una coltura di queste cellule

exactly the way Jean-François did it in his lab.

esattamente come aveva fatto Jean-François nel suo laboratorio.

And then label them, to put color in them

E poi dargli un'etichetta, iniettargli un colore

in order to be able to track them in the brain.

così che potessimo tracciarne il percorso nel cervello.

L'ultimo passaggio sarebbe poi stato reimpiantarle

And the last step was to re-implant them

in the same individual.

nello stesso individuo.

We call these

Li chiamiamo

autologous grafts -- autografts.

innesti autologhi: autoinnesti.

So the first question we had,

Dunque, ecco la prima domanda che ci siamo posti:

"What will happen if we re-implant these cells in a normal brain,

"Cosa succederebbe se reimpiantassimo queste cellule in un cervello normale

and what will happen if we re-implant the same cells

e cosa succederebbe se reimpiantassimo le stesse cellule

in a lesioned brain?"

in un cervello lesionato?"

Thanks to the help of professor Eric Rouiller,

Grazie all'aiuto del professor Eric Rouiller

we worked with monkeys.

abbiamo lavorato sulle scimmie.

So in the first-case scenario,

Quindi nel primo caso

we re-implanted the cells in the normal brain

abbiamo reimpiantato queste cellule nel cervello normale

and what we saw is that they completely disappeared after a few weeks,

e le abbiamo viste scomparire completamente dopo poche settimane,

as if they were taken from the brain,

come se fossero state prese dal cervello,

they go back home,

come se fossero tornate a casa,

the space is already busy,

come se non ci fosse abbastanza spazio,

they are not needed there, so they disappear.

come se non fossero necessarie lì e quindi semplicemente sparissero.

In the second-case scenario,

Nel secondo caso

we performed the lesion,

abbiamo operato una lesione,

we re-implanted exactly the same cells,

abbiamo reimpiantato esattamente le stesse cellule

and in this case, the cells remained --

e, in questo caso, e cellule sono rimaste

and they became mature neurons.

e sono diventate neuroni maturi.

And that's the image of what we could observe under the microscope.

E questa è l'immagine di ciò che abbiamo osservato al microscopio.

Those are the cells that were re-implanted.

Quelle sono le cellule che abbiamo reimpiantato.

And the proof they carry,

E la testimonianza che portano,

these little spots, those are the cells that we've labeled

questi piccoli punti, queste sono le cellule che abbiamo etichettato

in vitro, when they were in culture.

in vitro, quando erano in coltura.

But we could not stop here, of course.

Ma non potevamo fermarci lì, ovviamente.

Do these cells also help a monkey to recover after a lesion?

Queste cellule aiutavano la scimmia a guarire, dopo la lesione?

So for that, we trained monkeys to perform a manual dexterity task.

Abbiamo quindi addestrato le scimmie a eseguire un compito di destrezza manuale

They had to retrieve food pellets from a tray.

in cui dovevano recuperare palline di cibo da un cestino.

They were very good at it.

Erano molto brave nel compito.

And when they had reached a plateau of performance,

Una volta raggiunta la stabilità nella performance,

we did a lesion in the motor cortex corresponding to the hand motion.

abbiamo lesionato la corteccia motoria corrispondente alla mano.

So the monkeys were plegic,

Perciò le scimmie erano plegiche,

they could not move their hand anymore.

non potevano più muovere le mani.

And exactly the same as humans would do,

Ed esattamente come farebbero gli esseri umani,

they spontaneously recovered to a certain extent,

sono guarite spontaneamente fino a un certo punto,

exactly the same as after a stroke.

proprio come accade dopo un ictus.

Patients are completely plegic,

All'inizio i pazienti sono completamente plegici

and then they try to recover due to a brain plasticity mechanism,

e poi provano a recuperare grazie alla plasticità cerebrale,

they recover to a certain extent,

recuperano fino a un certo punto,

exactly the same for the monkey.

proprio come le scimmie.

So when we were sure that the monkey had reached his plateau

Perciò, una volta sicuri che la scimmia avesse raggiunto la sua stabilità

of spontaneous recovery,

nel recupero spontaneo,

we implanted his own cells.

abbiamo impiantato le sue stesse cellule.

So on the left side, you see the monkey that has spontaneously recovered.

A sinistra vedete la scimmia che ha recuperato spontaneamente.

He's at about 40 to 50 percent of his previous performance

È circa al 40-50% della sua performance

before the lesion.

prima della lesione.

He's not so accurate, not so quick.

Non è molto accurata, non è veloce.

And look now when we re-implant the cells:

E guardate ora, dopo che abbiamo reimpiantato le cellule:

Two months after re-implantation, the same individual.

due mesi dopo il reimpianto, lo stesso individuo.

(Applause)

(Applausi)

It was also very exciting results for us, I tell you.

Sono stati risultati molto sorprendenti anche per noi, ve lo dico.

Since that time, we've understood much more about these cells.

Da allora abbiamo capito molto di più riguardo a queste cellule.

We know that we can cryopreserve them,

Sappiamo che le possiamo criopreservare,

we can use them later on.

possiamo usarle a distanza di tempo.

We know that we can apply them in other neuropathological models,

Sappiamo che possiamo applicarle ad altri modelli neuropatologici,

like Parkinson's disease, for example.

come il morbo di Parkinson, per esempio.

But our dream is still to implant them in humans.

Ma il nostro sogno rimane quello di impiantarle negli umani.

And I really hope that I'll be able to show you soon

E spero che presto saremo in grado di mostrarvi

that the human brain is giving us the tools to repair itself.

che il cervello umano ci sta dando gli strumenti per ripararsi da solo.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)

Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing,

Bruno Giussani: Jocelyne, tutto questo è fantastico

and I'm sure that right now, there are several dozen people in the audience,

e sono sicuro che in questo momento ci sono dozzine di persone in platea,

forse addirittura la maggioranza,

possibly even a majority,

who are thinking, "I know somebody who can use this."

che stanno pensando: "Conosco qualcuno che può farne buon uso".

I do, in any case.

O comunque questo è ciò che sto pensando io.

And of course the question is,

E ovviamente la domanda è,

what are the biggest obstacles

quali sono i più grandi ostacoli

before you can go into human clinical trials?

prima che possiate testare sugli esseri umani?

Jocelyne Bloch: The biggest obstacles are regulations. (Laughs)

Jocelyne Bloch: I più grandi ostacoli sono le leggi. (Risate)

Già, perché a partire da questi straordinari risultati si devono riempire

So, from these exciting results, you need to fill out

about two kilograms of papers and forms

circa due chili di carte e moduli

to be able to go through these kind of trials.

per riuscire a effettuare questo tipo di sperimentazione.

BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.

BG: Che è comprensibile, il cervello è delicato, ecc.

JB: Yes, it is, but it takes a long time

JB: Sì, lo è, ma ci vuole molto tempo,

and a lot of patience and almost a professional team to do it, you know?

tanta pazienza e quasi un intero team di professionisti, sai?

BG: If you project yourself --

BG: Proiettandoti nel futuro,

having done the research

a ricerca fatta

and having tried to get permission to start the trials,

e avendo cercato di ottenere il permesso di iniziare queste sperimentazioni,

if you project yourself out in time,

se ti proietti nel tempo,

how many years before somebody gets into a hospital

quanti anni ci vorrebbero perché qualcuno possa entrare in ospedale

and this therapy is available?

e questa procedura sia disponibile?

JB: So, it's very difficult to say.

JB: Beh, è molto difficile da dire.

It depends, first, on the approval of the trial.

Dipende, prima di tutto, da quando verrà approvata la sperimentazione.

Will the regulation allow us to do it soon?

Il regolamento ce lo permetterà presto?

And then, you have to perform this kind of study

A quel punto bisogna effettuare questo tipo di studio

in a small group of patients.

su un piccolo gruppo di pazienti.

Quindi ci vorrebbe già un periodo piuttosto lungo per selezionare i pazienti

So it takes, already, a long time to select the patients,

do the treatment

eseguire il trattamento

and evaluate if it's useful to do this kind of treatment.

e valutare se è effettivamente utile.

And then you have to deploy this to a multicentric trial.

E poi ci sarebbe da sviluppare una sperimentazione multicentrica.

You have to really prove first that it's useful

Bisogna provarne davvero innanzitutto l'utilità

before offering this treatment up for everybody.

prima che il trattamento sia disponibile per tutti.

BG: And safe, of course. JB: Of course.

BG: E privo di rischi, ovviamente. JB: Ovviamente.

BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this.

BG: Jocelyne, grazie per essere venuta a TED e averlo condiviso con noi.

BG: Thank you.

(Applause)

BG: Grazie.

(Applausi)