Anthony Atala: Growing new organs

アンソニー・アタラ:臓器の培養

337,062 views ・ 2010-01-21

TED


下の英語字幕をダブルクリックすると動画を再生できます。

翻訳: Rinko Kawakami 校正: Takako Sato
00:15
This is actually a painting
0
15260
3000
これはハーバード大学医学部の
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
18260
3000
図書館に飾ってある絵画です
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
21260
4000
初めての臓器移植の様子が 描かれています
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
25260
3000
手前ではジョー・マレイが 患者の移植準備をし
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
28260
2000
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
30260
2000
そして 向こうの部屋では
ハーバードの泌尿器科科長である
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
32260
3000
ハートウェル・ハリソンが腎臓を
摘出している様子が 描かれています
00:35
actually harvesting the kidney.
7
35260
2000
00:37
The kidney was indeed the first organ
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37260
2000
実は腎臓が人間に移植された
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
39260
2000
最初の臓器なのです
00:41
That was back in 1954,
10
41260
3000
それは1954年のことでした
00:44
55 years ago.
11
44260
2000
55年も前の話です
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
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46260
3000
我々は何十年も経った今も
同じ難題に挑戦しています
00:49
as many decades ago.
13
49260
2000
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
51260
3000
もちろん たくさんの医学的進歩があり たくさんの命が救われました
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
54260
4000
しかし 私たちは深刻な 臓器不足に直面しています
00:58
In the last decade the number of patients
16
58260
3000
臓器移植の順番を待つ患者は
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
61260
3000
ここ10年で2倍に増えています
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
64260
2000
その一方で臓器移植の
01:06
has remained almost entirely flat.
19
66260
3000
手術数はほとんど増えていません
01:09
That really has to do with our aging population.
20
69260
2000
これは高齢化が関っているためで
01:11
We're just getting older.
21
71260
2000
寿命が延びているからです
01:13
Medicine is doing a better job
22
73260
3000
医学の進歩によって
私たちは長生きできているのです
01:16
of keeping us alive.
23
76260
2000
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
78260
3000
しかし 私たちが年を重ねるとともに 臓器は機能を失いがちです
01:21
So, that's a challenge,
25
81260
2000
これは難題で
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
83260
2000
臓器だけではなく 組織も衰えます
01:25
Trying to replace pancreas,
27
85260
3000
膵臓の移植や
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
88260
5000
パーキンソン病緩和のための 神経移植に挑戦しています
01:33
These are major issues.
29
93260
2000
これらは重大な問題です
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
95260
4000
驚くべき統計データがあります
01:39
Every 30 seconds
31
99260
2000
体の一部を再生させたり
01:41
a patient dies from diseases
32
101260
3000
移植をすれば助かる患者が
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
104260
4000
30秒に1人の割合で 亡くなっているのです
01:48
So, what can we do about it?
34
108260
3000
では私たちに 何ができるのでしょうか?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
111260
2000
今晩は幹細胞について お話ししています
01:53
That's a way to do it.
36
113260
2000
それこそ私たちが 取るべき手段なのです
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
115260
5000
しかし 幹細胞治療を 臨床応用するには
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
120260
3000
長い道のりがあります
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
123260
3000
自分の体が再生できたら 素晴らしいと思いませんか?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
126260
3000
もし 私たち自身の 体の力を活用して
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
129260
5000
回復させることが実際にできたら 素晴らしいと思いませんか?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
134260
3000
これは日常からかけ離れた 概念なのではなく
02:17
it happens on the Earth every day.
43
137260
4000
実は地球上で日々 起こっていることなのです
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
141260
3000
これはサンショウウオの写真です
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
144260
4000
サンショウウオは驚くべき 再生能力を持っています
02:28
You see here a little video.
46
148260
2000
ビデオでご覧になっているのは
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
150260
4000
サンショウウオの けがをした足です
02:34
And this is actually real photography,
48
154260
2000
実際に サンショウウオの足が
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
156260
3000
数日のうちに再生する様子を
時間を追って撮影した写真です
02:39
in a period of days.
50
159260
2000
02:41
You see the scar form.
51
161260
2000
瘢痕ができているのが見えますね
02:43
And that scar actually grows out
52
163260
3000
瘢痕の部分から
02:46
a new limb.
53
166260
2000
新たな足が伸びてきます
02:48
So, salamanders can do it.
54
168260
2000
サンショウウオには このような事が出来るのです
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
170260
3000
なぜ人間には再生能力がないのかと 思うでしょうが
02:53
Actually, we can regenerate.
56
173260
4000
我々も再生する力を持っています
02:57
Your body has many organs
57
177260
4000
皆さんの体にはたくさん臓器があり
03:01
and every single organ in your body
58
181260
2000
それぞれの臓器には
03:03
has a cell population
59
183260
2000
傷ついたときに働きだす
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
185260
5000
細胞群が備わっており 再生は日常的に起きています
03:10
As you age, as you get older.
61
190260
3000
皆さんが年をとるにつれて
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
193260
3000
皆さんの骨は10年ごとに 再生されています
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
196260
3000
皆さんの皮膚も2週間ごとに 再生されています
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
199260
2000
皆さんの体は常に 再生され続けているのです
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
201260
2000
再生への挑戦が始まるのは 体が傷ついたときです
03:23
At the time of injury or disease,
66
203260
3000
怪我をしたり 病気になると
03:26
the body's first reaction
67
206260
3000
まず体は傷や病気が
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
209260
3000
ほかの部分に広がらないように 封じ込めようとします
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
212260
2000
体の他の部分へ感染が 広がらないよう
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
214260
4000
封じ込めようとします それは臓器であれ皮膚であれ
03:38
or your skin, the first reaction
71
218260
3000
最初の反応は 外部と遮断するために
03:41
is for scar tissue to move in,
72
221260
2000
瘢痕組織がつくられます
03:43
to seal itself off from the outside.
73
223260
4000
ではこの傷を封じ込めようとする力を
03:47
So, how can we harness that power?
74
227260
2000
利用する方法はあるのでしょうか?
03:49
One of the ways that we do that
75
229260
2000
現に スマートな生体材料を用いて
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
231260
5000
実用化されているのがその一つです
どのように役立つのか 見てみましょう
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
236260
3000
左の写真は損傷した尿道です
03:59
you see a urethra which was injured.
78
239260
2000
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
241260
4000
これは膀胱から 体の外につながる管です
04:05
And you see that it is injured.
80
245260
2000
このように傷ついています
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
247260
4000
まず そのスマートな生体材料を
橋(ブリッジ)のように 利用できることを発見しました
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
251260
3000
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
254260
3000
ブリッジをつくり 外部の環境から 隔離することができれば
04:17
from the outside environment,
84
257260
2000
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
259260
3000
細胞が再生して
04:22
that regenerate in your body,
86
262260
2000
ブリッジを渡り
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
264260
4000
尿道ができるのです
04:28
That's exactly what you see here.
88
268260
2000
これがその様子です
これが 私たちが実際に この患者の治療に用いた
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
270260
2000
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
272260
2000
スマートな生体材料です
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
274260
3000
左に見えるのは 損傷した尿道です
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
277260
2000
真ん中の生体材料を用い
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
279260
3000
そして 6ヶ月後・・・ 右に見えるのが
04:42
you see this reengineered urethra.
94
282260
2000
再生された尿道です
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
284260
2000
短い距離に限ってだけですが
04:46
but only for small distances.
96
286260
3000
私たちの体は再生できるのです
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
289260
3000
1cmまでの距離しか
再生できないと言われています
04:52
is only about one centimeter.
98
292260
2000
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
294260
3000
スマート生体材料を使っても
04:57
but only for about one centimeter
100
297260
3000
1cmまでしか
05:00
to bridge those gaps.
101
300260
2000
橋渡しできないのです
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
302260
3000
私たちは短い距離に限って 再生することができるのです
05:05
What do we do now,
103
305260
2000
より大きな臓器が損傷した場合
05:07
if you have injury for larger organs?
104
307260
3000
どうすれば良いのでしょうか
05:10
What do we do when we have injuries
105
310260
2000
組織の損傷が
05:12
for structures which are much larger
106
312260
2000
1cmよりずっと大きい場合
05:14
than one centimeter?
107
314260
2000
どうすれば良いのでしょうか?
05:16
Then we can start to use cells.
108
316260
3000
このような時には細胞の出番です
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
319260
3000
ここで取る戦略は 次のようなものです
05:22
with a diseased or injured organ,
110
322260
2000
患者が臓器に問題を抱えて 来院します
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
324260
3000
その患者の臓器から ほんの小さな組織を採取します
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
327260
3000
切手の半分以下の大きさです
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
330260
3000
そして組織を細かくほぐし
05:33
and look at its basic components,
114
333260
2000
そこにある細胞の
05:35
the patient's own cells,
115
335260
2000
基本的な構成に目を向け
05:37
you take those cells out,
116
337260
2000
細胞を体外で
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
339260
4000
大量に培養します
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
343260
3000
ここで 臓器の骨組みとなる 物質を用います
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
346260
3000
肉眼では洋服の 切れ端のように見えますが
05:49
or your shirt, but actually
120
349260
2000
実はこの物質は
05:51
these materials are fairly complex
121
351260
3000
きわめて複雑で
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
354260
3000
体内で分解されるように できています
05:57
It disintegrates a few months later.
123
357260
2000
数カ月後には 分解されてしまいます
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
359260
3000
つまり 細胞を適切な場所に 配置するのに使います
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
362260
2000
体内に細胞を運んで
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
364260
2000
新しい組織を 再生できるようにします
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
366260
4000
そして組織が再生されると 骨組みは消えてしまいます
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
370260
3000
筋肉を使った方法をお見せします
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
373260
2000
これは筋組織と
その構造を使って 新しい筋肉を作る方法を示しています
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
375260
3000
06:18
We take the cells, we expand them,
131
378260
2000
細胞を取り出し増やした後に
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
380260
2000
細胞を骨組みに乗せ
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
382260
3000
その骨組みを患者の体に戻します
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
385260
3000
しかし その骨組みを 患者の体に戻す前に
06:28
we actually exercise it.
135
388260
3000
骨組みに運動をさせるのです
06:31
We want to make sure that we condition
136
391260
2000
移植した筋組織が患者の体内で
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
393260
2000
本来の動きができるように
06:35
once we put it into the patient.
138
395260
2000
運動させておくのです
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
397260
2000
運動の様子がこれです
06:39
this muscle bio-reactor
140
399260
2000
筋肉バイオリアクターが
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
401260
4000
筋肉を前後に運動させている様子を ご覧いただいています
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
405260
4000
これは平らな組織—
筋肉です
06:49
the muscle.
143
409260
2000
06:51
What about other structures?
144
411260
2000
それでは他の組織では どうでしょうか?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
413260
3000
これは再生医学によって つくられた血管です
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
416260
3000
筋肉をつくる工程と似ていますが もう少し複雑です
06:59
Here we take a scaffold,
147
419260
2000
まず骨組みを準備します
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
421260
4000
骨組みはまるで 一枚の紙のようです
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
425260
2000
それを筒状にして
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
427260
4000
同じようなやり方で 血管をつくります
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
431260
4000
血管は2種類の細胞で 構成されています
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
435260
3000
筋肉の細胞を使って
レイヤーケーキをつくるように
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
438260
2000
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
440260
3000
筒の外側に筋細胞を
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
443260
3000
貼りつけていきます
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
446260
5000
内側には血管内皮細胞を配置します
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
451260
2000
細胞が植え付けられた骨組みを
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
453260
3000
オーブンのような装置に入れます
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
456260
2000
人間の体内環境と同じで
07:38
37 degrees centigrade,
160
458260
2000
摂氏37度
07:40
95 percent oxygen.
161
460260
2000
酸素95%にしてあります
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
462260
4000
先ほどの映像のように 血管を運動させます
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
466260
3000
右に見えるのは人工頸動脈です
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
469260
3000
頸動脈は首から脳につながる動脈です
07:52
And this is an X-ray showing you
165
472260
3000
このレントゲン写真では
作った血管が開通し 機能している様子が見えます
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
475260
3000
07:58
More complex structures
167
478260
2000
血管や尿道などは
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
480260
3000
より複雑な組織です
08:03
they're definitely more complex
169
483260
2000
なぜなら2種の異なる細胞を
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
485260
2000
導入することになるからです
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
487260
2000
これらは 導管としての役割を 果たしています
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
489260
2000
液体や空気が
08:11
at steady states.
173
491260
2000
安定して流れるように なっています
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
493260
2000
管状の組織は
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
495260
3000
内腔を持つ臓器ほど 複雑ではありません
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
498260
3000
内腔を持つ臓器は 状況に反応して機能するからです
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
501260
3000
膀胱がそのような臓器のひとつです
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
504260
3000
やり方は同様で 膀胱から切手の半分以下の
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
507260
2000
大きさを切り取り
08:29
We then tease the tissue apart
180
509260
2000
その組織をほぐし
08:31
into its two individual cell components,
181
511260
2000
筋肉と膀胱に特化した
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
513260
3000
2つの細胞成分に分けます
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
516260
3000
体外で細胞を大量に増やします
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
519260
3000
臓器から取り出した細胞は 約4週間で培養できます
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
522260
3000
そして骨組みを 膀胱のような形に整えます
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
525260
4000
内面を膀胱の内側の細胞で覆います
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
529260
3000
そして外側を筋肉の細胞で 覆います
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
532260
3000
そしてオーブンのような 装置へ入れます
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
535260
3000
組織の一部を採取してから 6~8週間後に
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
538260
3000
人工臓器を患者の体に 戻す事ができます
09:01
This actually shows the scaffold.
191
541260
3000
これが実際の骨組みです
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
544260
4000
この物質は細胞で 覆ってあります
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
548260
3000
臨床実験を 最初に行った時は
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
551260
3000
各患者に合わせた 骨組みを作りました
09:14
We brought patients in,
195
554260
2000
手術の6~8週間前に
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
556260
3000
患者に来てもらい レントゲン撮影の後
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
559260
3000
患者の骨盤腔の大きさに合った
09:22
pelvic cavity.
198
562260
2000
骨組みを特別につくりました
09:24
For the second phase of the trials
199
564260
2000
そして臨床試験の第2期には
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
566260
3000
あらかじめ 小 中 大 特大サイズで 骨組みをつくりました
09:29
(Laughter)
201
569260
3000
(笑)
09:32
It's true.
202
572260
2000
本当です
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
574260
3000
皆さんは特大がいいんでしょう?
09:37
(Laughter)
204
577260
2000
(笑)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
579260
3000
膀胱は明らかに他の臓器よりも
09:42
than the other structures.
206
582260
2000
少々複雑なのです
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
584260
3000
さらに複雑な内腔を持つ 臓器もあります
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
587260
3000
これは私たちが再生医学でつくった 人工心臓弁です
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
590260
3000
心臓弁の作り方も 同様の方法です
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
593260
2000
骨組みに細胞を蒔きます
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
595260
4000
ご覧のとおり 弁が開いたり 閉じたりしています
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
599260
3000
同じ方法を用いて移植の前に
10:02
Same strategy.
213
602260
2000
これらの臓器に 運動をさせます
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
604260
2000
そして最も複雑なのは 実質臓器です
10:06
For solid organs, they're more complex
215
606260
2000
実質臓器がより複雑なのは
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
608260
4000
立方センチあたりに必要な細胞が 格段に多いからです
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
612260
2000
例えば 耳です
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
614260
2000
軟骨細胞を蒔いたところです
10:16
That's the oven-like device;
219
616260
3000
その後は オーブンのような装置に
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
619260
2000
入れます
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
621260
5000
そして数週間後 軟骨の骨組みを取り出せます
こちらは 指を つくっているところです
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
626260
2000
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
628260
3000
一層 一層 積み重ねられています
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
631260
3000
最初に骨 そして隙間を軟骨でふさぎ
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
634260
2000
筋肉を上にのせて
10:36
And you start layering these solid structures.
226
636260
2000
隙間なく組織の層を 積み重ねます
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
638260
3000
繰り返しますが かなり複雑な臓器です
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
641260
3000
しかし 他とは比べ物にならない 複雑な実質臓器は
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
644260
4000
血管が多い臓器です
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
648260
2000
血管が多いのは
10:50
organs such as the heart,
231
650260
3000
心臓 肝臓 腎臓などの
10:53
the liver, the kidneys.
232
653260
3000
臓器です
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
656260
2000
実質臓器をつくる方法は いくつかありますが
10:58
to engineer solid organs.
234
658260
2000
これはその一例です
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
660260
2000
私たちはプリンターを 使っていますが
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
662260
4000
インクの代わりに
細胞を使います
11:06
we just use cells.
237
666260
2000
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
668260
2000
これは普通のプリンターです
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
670260
3000
これは二心室心臓のモデルを
一層ずつプリントしているところです
11:13
one layer at a time.
240
673260
2000
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
675260
4000
心臓が出来ていきます 約40分で印刷が終了し
11:19
and about four to six hours later
242
679260
2000
4時間から6時間後には
11:21
you see the muscle cells contract.
243
681260
3000
筋収縮をし始めます
11:24
(Applause)
244
684260
6000
(拍手)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
690260
4000
私達の研究所にいた タオ・ジュが開発した技術です
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
694260
2000
この技術は 実験段階で
11:36
not for use in patients.
247
696260
3000
まだ患者に使用できません
11:39
Another strategy that we have followed
248
699260
2000
また 脱細胞化した臓器も
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
701260
2000
使用しました
11:43
We actually take donor organs,
250
703260
3000
ドナー提供された臓器を用いて
11:46
organs that are discarded,
251
706260
2000
刺激の少ない界面活性剤で
11:48
and we then can use very mild detergents
252
708260
2000
すべての細胞成分を
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
710260
3000
これらの臓器から 取り除きます
11:53
So, for example on the left panel,
254
713260
2000
左図と
11:55
top panel, you see a liver.
255
715260
2000
上図は肝臓です
11:57
We actually take the donor liver,
256
717260
2000
ドナー提供された肝臓を使い
11:59
we use very mild detergents,
257
719260
2000
刺激の少ない界面活性剤で すべての細胞を
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
721260
4000
肝臓から取り除くのです
12:05
out of the liver.
259
725260
2000
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
727260
3000
2週間後にはこの臓器を 持ち上げる事ができます
12:10
it feels like a liver,
261
730260
2000
見た目も感触も
12:12
we can hold it like a liver,
262
732260
2000
本物の肝臓のようですが
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
734260
3000
細胞はありません
12:17
All we are left with
264
737260
2000
肝臓を取り除くと
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
739260
3000
コラーゲン製の 骨組みが残ります
12:22
all made up of collagen,
266
742260
2000
コラーゲンは 体内にある物質なので
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
744260
2000
拒絶反応を起こしません
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
746260
2000
どの患者にも使用できます
12:28
We then take this vascular structure
269
748260
2000
そしてこの血管組織を使って
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
750260
4000
血管の分布が維持できるのを 示せます
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
754260
2000
これは蛍光血管造影です
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
756260
3000
ご覧になっているのは
脱細胞化した肝臓に
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
759260
4000
造影剤を注入しているところです
12:43
into this decellularized liver.
274
763260
2000
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
765260
3000
血管樹が損なわれて いないのが見えます
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
768260
3000
そこで 木のように 枝分かれした血管に
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
771260
2000
患者自身の細胞を灌流します
12:53
with the patient's own cells.
278
773260
2000
肝臓の外側に
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
775260
2000
患者自身の肝臓の細胞を
12:57
with the patient's own liver cells.
280
777260
2000
灌流します
12:59
And we can then create functional livers.
281
779260
2000
すると機能する肝臓を作れます
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
781260
2000
ご覧になっているのが それです
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
783260
4000
まだ実験段階ですが 肝臓機能の再現を
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
787260
3000
成功させています
13:10
For the kidney,
285
790260
2000
腎臓に話を移します
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
792260
4000
講演の最初のスライドで 初の腎臓移植の絵画を
13:16
the first slide I showed you,
287
796260
2000
お見せしましたが
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
798260
3000
臓器移植が必要な患者の90%は
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
801260
2000
腎臓移植が必要な方たちです
13:23
So, another strategy we're following
290
803260
2000
私たちが試みている もう一つの方法は
13:25
is actually to create wafers
291
805260
2000
ウェハーをつくり
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
807260
4000
それをアコーディオンのように 積み重ねる方法です
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
811260
3000
腎臓の細胞でできた ウェハーを重ねます
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
814260
3000
これは私たちがつくった 小さな腎臓です
13:37
They are actually making urine.
295
817260
2000
実際に尿を作ります
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
819260
4000
小さな構造を どうやって大きくするかという難題に
13:43
and that is something we're working on
297
823260
2000
今 私達の研究所で
13:45
right now at the institute.
298
825260
2000
取り組んでいます
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
827260
3000
皆さんにお話ししたかった 事のひとつは
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
830260
4000
再生医療が取ろうとしている 戦略です
13:54
If at all possible,
301
834260
2000
もし可能ならば
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
836260
3000
既製のスマート生体材料を使って
13:59
that we can just take off the shelf
303
839260
2000
患者の臓器を
14:01
and regenerate your organs.
304
841260
2000
再生させたいと思っています
14:03
We are limited with distances right now,
305
843260
2000
再生できる間隙は 限られていますが
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
845260
4000
目標は その距離を 広げていくことです
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
849260
2000
スマート生体材料の 使用がだめなら
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
851260
2000
自分の細胞を使うことです
14:13
Why? Because they will not reject.
309
853260
2000
拒絶反応を起こさないからです
14:15
We can take cells from you,
310
855260
2000
皆さんから細胞を取り出し 構造を作り
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
857260
3000
それを皆さんに戻す そうすれば拒絶反応は起きません
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
860260
4000
もし可能なら 作ろうとする 臓器の細胞が好ましいのです
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
864260
3000
気管に問題がある場合は
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
867260
2000
その人の気管の細胞を 使いたいと思います
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
869260
3000
膵臓に問題がある場合は
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
872260
2000
膵臓の細胞を取り出すわけです
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
874260
3000
理由は 採取する細胞は
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
877260
3000
自らが何の細胞なのか わかっているからです
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
880260
3000
気管の細胞は自身が気管の 細胞だとわかっているので
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
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3000
どんな細胞になるのか 教える必要がありません
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So, we prefer organ-specific cells.
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886260
2000
だから 臓器特異的な 細胞がいいのです
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
888260
3000
今では 大半の臓器から 細胞を得ることができますが
14:51
except for several which we still need stem cells for,
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891260
3000
例外は 心臓 肝臓 神経 膵臓などで
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
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894260
4000
それについては依然として
14:58
And for those we still need stem cells.
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3000
幹細胞が必要です
15:01
If we cannot use stem cells from your body
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3000
もし患者自身の幹細胞を 使えない場合は
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
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904260
3000
ドナーの幹細胞を使います
15:07
And we prefer cells that will not reject
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2000
拒絶反応を起こさず
15:09
and will not form tumors.
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2000
腫瘍を形成しない細胞を選びます
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
911260
2000
そのような特性を持つものに
15:13
published on two years ago,
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913260
2000
私たちが2年前に報告した 幹細胞があります
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
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915260
2000
その幹細胞は
15:17
and the placenta, which have those properties.
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917260
4000
羊水や胎盤から 採取できるもので
私たちはその研究に 取り組んでいます
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
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3000
15:24
some of the major challenges we have.
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4000
いくつかの難題について お話したいと思います
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You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
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2000
紹介したものは すべて順調に見えますが
15:30
everything works. Actually no,
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2000
実際には違います
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these technologies really are not that easy.
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2000
これらの技術は それほど簡単ではありません
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Some of the work you saw today
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934260
2000
今日 紹介した内容のいくつかは
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was performed by over 700 researchers
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3000
我々の研究所で20年の間に
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at our institute across a 20-year time span.
341
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3000
700人以上の研究者が携わったものです
15:42
So, these are very tough technologies.
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2000
とても難しい技術です
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Once you get the formula right you can replicate it.
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944260
3000
正しい実験方法を見出せば 再現できますが
15:47
But it takes a lot to get there.
344
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2000
道のりは長いのです
15:49
So, I always like to show this cartoon.
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949260
2000
よくこの漫画を お見せしてるんですが
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This is how to stop a runaway stage.
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951260
2000
暴走した馬車の止め方です
15:53
And there you see the stagecoach driver,
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953260
2000
上の絵では 馬車の御者が
15:55
and he goes, on the top panel,
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955260
2000
馬の背をたどって
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
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957260
2000
先頭の馬まで進んでいき
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
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2000
最後に暴走した馬車を止めます
16:01
And those are usually the basic scientists,
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3000
科学者のやり方です
16:04
The bottom is usually the surgeons.
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964260
2000
下の方は外科医のやり方です
16:06
(Laughter)
353
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4000
(笑)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
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970260
2000
外科医の私には笑えません
16:12
(Laughter)
355
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1000
(笑)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
973260
4000
でも 上の方法が 正しい取り組み方なのです
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
977260
3000
それが意味するのは このような技術を
病院で患者に使い始める時は
16:20
to the clinic,
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980260
2000
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
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982260
3000
どんな時でも絶対に 研究室でやれる事の
16:25
in the laboratory before we ever
360
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2000
すべてをやってからにするよう
16:27
launch these technologies to patients.
361
987260
2000
徹底しているということです
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
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2000
また これらの技術を患者に施す前に
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
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5000
自らにとても難しい問いかけを するように徹底しています
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
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3000
自分の大切な人に この臓器移植を しても差し支えないかを問い
16:39
your own family member, and then we proceed.
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3000
その答えがイエスなら事を進めます
16:42
Because our main goal, of course,
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2000
なぜなら私たちの 第一の目標は
16:44
is first, to do no harm.
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3000
危害を与えないことだからです
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
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2000
では とても短いのですが
16:49
It's a five second clip of a patient
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3000
培養した臓器の移植を 受けた患者の
16:52
who received one of the engineered organs.
370
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2000
ビデオをお見せします
16:54
We started implanting some of these structures
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2000
このような組織の移植は
16:56
over 14 years ago.
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2000
14年以上前に始めました
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So, we have patients now walking around with organs,
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2000
ですからこのような 人工臓器を移植されて
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
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4000
10年以上元気に歩きまわっている 患者がいるというわけです
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
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2000
これからお見せする 若い女性患者は
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She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
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3000
脊髄の先天異常である 二分脊髄症で苦しんでいました
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She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
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3000
彼女には排尿障害がありました CNNの番組のひとコマです
17:12
We are just taking five seconds.
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2000
5秒間だけお時間頂きます
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
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サンジェイ・グプタが 携わっている番組です
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Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
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幸せです 私は困ったことか何かが
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that I was going to have like, an accident or something.
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起こるのではないかと いつも恐れていました
17:24
And now I can just go and
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3000
でも 今は友達と
17:27
go out with my friends,
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2000
外へ繰り出し
17:29
go do whatever I want.
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2000
やりたい事ができるのです
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
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3000
結局のところ 再生医療がやろうとしているのは
17:35
is a single promise.
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2000
ひとつのことです
17:37
And that is really very simple,
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3000
それはとてもシンプルなこと
17:40
to make our patients better.
388
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2000
患者を良くする ということなんです
17:42
Thank you for your attention.
389
1062260
2000
ご清聴ありがとうございました
17:44
(Applause)
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1064260
2000
(拍手)
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