Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

מתרגם: Shlomo Adam מבקר: Ido Dekkers

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

ברצוני להקרין לכם סרטון של כמה מהדוגמניות

I work with.

איתן אני עובדת.

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

הגודל של כולן מושלם, ואין עליהן גרם אחד של שומן.

Did I mention they're gorgeous?

אמרתי כבר שהן יפהפיות?

And they're scientific models? (Laughs)

ושהן דוגמניות מדעיות? [צחוק]

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

כפי שודאי ניחשתם, אני מהנדסת רקמות,

and this is a video of some of the beating heart

וזה סרטון של חלק מהלב הפועם

that I've engineered in the lab.

שתכננתי במעבדה.

And one day we hope that these tissues

ואנו מקווים שיום אחד רקמות אלה

can serve as replacement parts for the human body.

ישמשו חלקי-חילוף עבור הגוף האנושי.

But what I'm going to tell you about today

אך היום אספר לכם

is how these tissues make awesome models.

כיצד הרקמות האלה מהוות דוגמניות מעולות.

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

הבה נחשוב לרגע על תהליך אישור התרופות.

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

מהרכבת התרופה עוברים לבדיקות במעבדה, על בעלי-חיים,

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

מבדקים קליניים, או מה שאפשר לכנות בדיקות על בני-אדם,

before the drugs get to market.

לפני שהתרופה מגיעה לשוק.

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

כל זה עולה המון כסף, גוזל זמן רב,

and sometimes, even when a drug hits the market,

ולפעמים, גם אם התרופה מגיעה לשוק,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

היא פועלת באופן בלתי-חזוי וממש מזיקה לאנשים.

And the later it fails, the worse the consequences.

וככל שהכשל שלה מאוחר יותר, כך חמורות יותר ההשלכות.

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

הכל מצטמצם לשתי בעיות. א', בני-אדם אינם עכברים,

and two, despite our incredible similarities to one another,

ו-ב', למרות הדמיון המדהים בינינו,

actually those tiny differences between you and I

לאותם הבדלים זעירים ביניכם וביני

have huge impacts with how we metabolize drugs

יש השפעות עצומות על חילוף החומרים שלנו כשמדובר בתרופות

and how those drugs affect us.

וכיצד תרופות אלה משפיעות עלינו.

So what if we had better models in the lab

ובכן, מה אם היו לנו דגמים טובים יותר במעבדה

that could not only mimic us better than rats

שלא רק יכלו לחקות אותנו יותר טוב מעכברים

but also reflect our diversity?

אלא גם לשקף את המגוון האנושי?

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

הבה ונראה איך ניתן לעשות זאת בעזרת הנדסת רקמות.

One of the key technologies that's really important

אחת הטכנולוגיות המרכזיות והחשובות ביותר

is what's called induced pluripotent stem cells.

היא מה שמכונה "תאי גזע רב-תכליתיים מושרים".

They were developed in Japan pretty recently.

הם פותחו די לאחרונה ביפן.

Okay, induced pluripotent stem cells.

אם כן, תאי הגזע המושרים.

They're a lot like embryonic stem cells

הם דומים מאד לתאי גזע עובריים

except without the controversy.

בלי כל הסוגיות המוסריות.

We induce cells, okay, say, skin cells,

אנו משרים תאים, למשל, תאי עור,

by adding a few genes to them, culturing them,

בכך שאנו מוסיפים להם מספר גנים, מגדלים תרביות,

and then harvesting them.

ואז אוספים אותם.

So they're skin cells that can be tricked,

כלומר אלה תאי עור שאפשר להטעות אותם,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

קצת כמו בשיכחה תאית, ולהביאם למצב עוברי.

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

ואין כאן סוגיות מוסריות, יתרון מגניב מס' אחד.

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

יתרון מגניב מס' שניים: אפשר לגדל מהם כל סוג של רקמה:

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

רקמת מוח, לב, כבד - הבנתם את הרעיון -

but out of your cells.

אבל מהתאים שלכם.

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

כך שאנו יכולים ליצור דגם של הלב או המוח שלכם

on a chip.

על גבי שבב.

Generating tissues of predictable density and behavior

הפקת רקמות בדחיסות ובהתנהגות ברות-חיזוי

is the second piece, and will be really key towards

היא המרכיב השני, וזה יהיה באמת המפתח

getting these models to be adopted for drug discovery.

בהתאמת דגמים אלה לתהליך גילוי התרופות.

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

זהו תרשים של כור ביולוגי שאנו מפתחים במעבדתנו

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

כדי לסייע בהנדסת רקמות בדרך יותר מודולרית וניתנת לשינוי גודל.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

נמשיך: תארו לעצמכם גירסה מקבילה וגדולה יותר של זה

with thousands of pieces of human tissue.

עם אלפי פיסות של רקמות אנושיות.

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

זה יהיה כמו לבצע ניסוי קליני על גבי שבב.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

אבל דבר נוסף בקשר לתאי גזע מושרים אלה

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

הוא שאם ניקח תאי עור, נניח,

from people with a genetic disease

מאנשים בעלי מחלות גנטיות

and we engineer tissues out of them,

ונהנדס מהם רקמות,

we can actually use tissue-engineering techniques

נוכל בעצם לנצל שיטות של הנדסת רקמות

to generate models of those diseases in the lab.

כדי לייצר דגמים של מחלות אלה במעבדה.

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

הנה דוגמה ממעבדתו של קווין איגן בהארוורד.

He generated neurons

הוא הפיק נוירונים

from these induced pluripotent stem cells

מתאי הגזע המושרים הללו

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

שנלקחו מחולים במחלת לו גריג,

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

זיהה בהם את הנוירונים השונים, ומה שמדהים,

is that these neurons also show symptoms of the disease.

נוירונים אלה גם מפגינים תסמינים של המחלה.

So with disease models like these, we can fight back

אז עם דגמי מחלה כאלה, אנו יכולים להשיב מלחמה

faster than ever before and understand the disease better

מהר מאי-פעם ולהבין את המחלה טוב יותר

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

מאי-פעם, ואולי גם לגלות תרופות מהר יותר.

This is another example of patient-specific stem cells

זו דוגמה נוספת של תאי גזע ייחודיים-לחולה

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

שהונדסו ממישהו שחולה ברטיניטיס פיגמנטוזה.

This is a degeneration of the retina.

מדובר בהתנוונות הרשתית.

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

זו מחלה שקיימת במשפחה שלי, ואנו באמת מקווים

that cells like these will help us find a cure.

שתאים כאלה יעזרו לנו למצוא לה תרופה.

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

יש אנשים שחושבים שהדגמים האלה בסדר גמור,

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

אבל שואלים, "האם הם טובים כמו חולדות?

The rat is an entire organism, after all,

החולדה היא אורגניזם שלם, אחרי הכל,

with interacting networks of organs.

עם רשתות איברים הפועלים באינטראקציה.

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

תרופה ללב עלולה להתפרק בכבד,

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

וחלק מתוצרי הלוואי עלולים להישמר בשומן.

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

אינכם מפספסים את כל זה עם הדגמים מהונדסי הרקמות?"

Well, this is another trend in the field.

ובכן, זו מגמה נוספת בתחום הזה.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

ע"י שילוב של טכניקות הנדסת רקמות ומדע המיקרו-נוזלים,

the field is actually evolving towards just that,

התחום הזה מתפתח בדיוק לכיוון הזה,

a model of the entire ecosystem of the body,

לדגם של כל המערכת האקולוגית של הגוף,

complete with multiple organ systems to be able to test

כולל כל מערכות האיברים, שיאפשר לבחון

how a drug you might take for your blood pressure

איך תרופה שלוקחים למשל בשביל לחץ דם

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

יכולה להשפיע על הכבד או איך נוגד-דכאון ישפיע על הלב.

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

קשה מאד לבנות מערכות אלה, אבל אנו מתחילים כעת להגיע לכך,

and so, watch out.

אז תתכוננו.

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

אבל זה ממש לא הכל, כי מרגע שמאשרים תרופה,

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

טכניקות הנדסת הרקמות יכולות לעזור לנו לפתח טיפולים יותר מותאמים-אישית.

This is an example that you might care about someday,

זו דוגמה של משהו שאולי ידאיג אתכם מתישהו,

and I hope you never do,

ואני מקווה שזה לא יקרה.

because imagine if you ever get that call

כי תארו לעצכמם שאתם מקבלים את ההודעה

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

עם הבשורה הרעה שאולי יש לכם סרטן.

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

האם לא הייתם מעוניינים לבחון אם התרופות נגד סרטן

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

שאתם עומדים לקחת ישפיעו על הסרטן שלכם?

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

הנה דוגמה ממעבדתה של קארן ברג, שבה

using inkjet technologies to print breast cancer cells

משתמשים בטכנולוגיות הזרקת-דיו להדפסת תאי סרטן-שד

and study its progressions and treatments.

ולחקור את התפתחותם ואת הטיפולים נגדם.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

וכמה מעמיתינו באוניברסיטת "טפטס" מערבבים דגמים

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

כמו אלה עם עצם מהונדסת-רקמות כדי לגלות איך הסרטן

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

יכול להתפשט מחלק אחד של הגוף לחלק אחר,

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

ואתם יכולים לראות בשבבים מרובי-רקמות כאלה

to be the next generation of these kinds of studies.

את הדור הבא של המחקרים האלה.

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

אז אם תחשבו על הדגמים שבהם עסקנו עכשיו,

you can see, going forward, that tissue engineering

תוכלו לראות שבעתיד, הנדסת הרקמות

is actually poised to help revolutionize drug screening

יכולה בעתיד לחולל מהפכה בתחום בדיקת התרופות

at every single step of the path:

בכל שלב בתהליך:

disease models making for better drug formulations,

דגמי מחלה להרכבה טובה יותר של תרופות,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

דגמים מרובי רקמות אנושיות שיעזרו לחולל מהפכה בבדיקות המעבדה,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

הפחתת הניסויים הקליניים בבעלי-חיים ובבני-אדם,

and individualized therapies that disrupt

וטיפולים מותאמים-אישית שישנו לגמרי

what we even consider to be a market at all.

את מה שנחשב בעינינו לשיווקי.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

למעשה אנו מאיצים מאד את המשוב הזה

between developing a molecule and learning about

בין פיתוחה של מולקולה והלימוד אודות

how it acts in the human body.

דרכי פעולתה בגוף האנושי.

Our process for doing this is essentially transforming

התהליך שלנו בתחום זה בעצם הופך

biotechnology and pharmacology into an information technology,

את הביו-טכנולוגיה ואת תורת התרופות לטכנולוגיית מידע,

helping us discover and evaluate drugs faster,

שעוזרת לנו לגלות ולבדוק תרופות מהר יותר,

more cheaply and more effectively.

יותר בזול וביתר יעילות.

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

זה נותן משמעות חדשה לשימוש בדוגמניות, לעומת ניסויים בבעלי-חיים, נכון?

Thank you. (Applause)

תודה לכם. [מחיאות כפיים]