Nabiha Saklayen: Could you recover from illness ... using your own stem cells? | TED

翻訳: Akiko Kawagoe 校正: Yoshiaki Yamagami

あなたは今 診察室に座って 検査結果を待っています

医師が入ってきて 言います

「あなたはパーキンソン病です」

You're sitting in the doctor's office waiting for test results.

意気消沈し 悪いことばかりを考えます

She comes in and says,

歩けなくなる、 自分で食べられなくなる 手が震える、よだれが出る

"You have Parkinson's disease."

Your heart sinks, and you think about everything that will go wrong:

飲み込めなくなる

you'll be unable to walk, unable to feed yourself, your hands trembling, drooling,

あなたが何か言う前に 医師がこう言います

「心配いりません 今日あなたの細胞を発注します」

unable to swallow.

But before you say anything, she says,

１週間後に戻り

外科医があなたの脳に 新しい神経細胞を移植します

"Not to worry, we'll put in an order for your cells today."

あなたが受けたのは オンデマンドで自分の細胞から作られた

You come back a week later,

and a surgeon transplants brand new neurons into your brain.

パーキンソン病の機能的治療です

You just received an on-demand functional cure for Parkinson's,

まるでSFのような話ですが 将来的には

私たちは皆 前もって 自分の幹細胞をバンクに預けておき

made from your cells.

It sounds like science fiction, but in the future,

新しい神経細胞や筋肉細胞 皮膚細胞が必要になれば

we will all have the option of having our stem cells banked ahead of time

このバンクから 作られるようになるでしょう

100パーセント 自分の細胞なので

so that any time you need new neurons, new muscle cells, new skin cells,

免疫系がこの新しい細胞を拒絶したり 攻撃したりすることはまずあり得ません

they'd be generated from this bank.

And because they're 100 percent your cells,

実は これらの細胞が実際に 細胞工場で作られたものだと

your immune system is extremely unlikely to reject or attack those cells.

体には全くわからないのです

In fact, the body has no idea

これらはすべて 生物学、レーザー物理学、機械学習を

that these cells were actually made in a cell factory.

融合した画期的な技術によって 実現します

まず生物学から始めましょう

All of this is possible because of a breakthrough

人間の体は まさに奇跡のようなものです

at the intersection of biology, laser physics and machine learning.

何兆もの細胞が同時に働くことで

We'll start with biology.

血液を送り出し ドーパミンを分泌し

The human body is an absolute miracle.

今まさにあなたを見て話せるわけです

Trillions of cells are working in synchronicity

しかし 年を重ねるごとに 細胞も老化します

to pump blood, secrete dopamine

だから 肌はたるみ

and let me see and speak to you right now.

軟骨は擦り減り

But as we age, our cells age, too.

５マイルのランニングが 20分のウォーキングになるのです

That's why our skin starts to sag,

私たちは皆 年を取ります

our cartilage wears away,

私たちの体は カチカチ動く時限爆弾なのです

and your five-mile run might turn into a 20-minute walk.

でも 幹細胞が解決策を 提供できるかもしれません

Yes, we're all getting older.

なぜなら一つの幹細胞は 体内のほぼすべての細胞になれるからです

Our bodies are ticking time bombs.

But stem cells could offer a solution,

私の祖母は 2012年に 糖尿病で亡くなりました

because one stem cell can become almost any cell in your body.

当時 この技術があれば

祖母の幹細胞を使って 新しい膵臓の細胞を作り

My grandma passed away due to diabetes in 2012.

治すことができたかもしれません

If the technology were available at the time,

さて 残念なことに 幹細胞は 操作が難しいことで知られています

we could have used her stem cells to generate new pancreatic cells,

and it could have cured her.

一つの根本的な問題は 幹細胞の作り方にあります―

患者の血液細胞を採取し

Now, unfortunately, stem cells are notoriously difficult to engineer.

その血液細胞に化学物質を加えて 幹細胞にします―

One fundamental problem relates to how they're made,

この化学的なプロセスの間には

which involves taking a patient's blood cells

結局 完璧な幹細胞は得られません

and adding chemicals to those blood cells to turn them into stem cells.

実際 得られるのは 目、脳、肝臓など様々な方向を向いた

Now, during this chemical process,

非常に雑然とした細胞のプレートです

you never end up with a perfect set of stem cells.

In fact, you get a very messy plate of cells going in different directions --

質の悪い細胞はすべて 取り除かなくてはなりません

最近まで 細胞の除去は 手作業が主流でした

towards the eye, brain, liver --

and every random cell must be removed.

初めてハーバード幹細胞研究所を 訪れた時のことを思い出します

Until recently, the main way to remove cells was by hand.

高度な技術を持った科学者が 椅子に座って幹細胞を見ながら

一つずつ評価し

I remember the first time I visited the Harvard Stem Cell Institute.

不要な細胞を手で取り除いていく様子を 目の当たりにしました

I watched a highly skilled scientist sitting at a bench looking at stem cells,

それは時間のかかる 単調で職人的な作業です

evaluating them one at a time

そのため 現在 個人向け幹細胞バンクは

and removing the unwanted cells by hand.

It's a slow, tedious and artisanal process,

約百万ドルもかかるのです

which is why generating a personalized stem cell bank today

ドナーの幹細胞を使えば もっと安くなりますが

免疫抑制剤を服用しない限り あなたの免疫系が攻撃したり

costs about one million dollars.

Now, using a donor's stem cells is much cheaper,

拒絶したりする可能性が高くなります

残念ながら免疫抑制剤は多くの人にとって 特に高齢者にとっては

but your immune system will likely attack or reject those cells

選択肢とはなりません

この問題を回避すべく

unless you take immunosuppressants,

一部の科学者は 最も一般的な遺伝的背景を持つ人の幹細胞を

which, unfortunately, is not an option for a lot of people,

バンクに保存しています

especially the elderly.

To avoid this problem,

ここアメリカで

some scientists are banking stem cells

最も一般的な細胞株100個から成る 細胞バンクを作ったとしましょう

from individuals with the most common genetic backgrounds.

この細胞バンクは白人の約75パーセントと アフリカ系アメリカ人の

Here in the US,

let's say we made a cell bank with 100 of the most common cell lines.

約50パーセントに 効果がある可能性があります

でも難しいこともあります

It could work for about 75 percent of Caucasians,

私の共同設立者は フィリピン系メキシコ人ですが

50 percent of African Americans.

彼女がこの先 バンクの対象となるかどうかは不明です

But it gets harder.

いずれにせよ

My cofounder is Filipina-Mexican,

他人の細胞を使うか 自分の細胞を使うかを選べるのなら

and it's unclear if she would be ever covered by a bank.

And regardless,

自分の細胞を選ぶのではありませんか？

if you could choose between using a stranger's cells versus your own,

個人向け幹細胞は

私やあなた そして皆に 本当に効く薬を作るチャンスです

wouldn't you choose your own?

Personalized stem cells are our opportunity

そしてこの幹細胞製造のプロセスを 安価かつ拡張性のあるものにするために

to make medicines that truly work for me, for you and everyone.

自動化する必要があるのです

人によって アプローチの仕方は様々ですが

And in order to make this process of stem cell production affordable and scalable,

私は物理学を使うことにしました

we have to automate it.

私は子供の頃から 筋金入りの物理学ファンで

Different people are taking different approaches to doing that,

星を眺めては

and I decided to use physics.

宇宙旅行を夢見ていました

私を変な子だと思わないでくれて ママ ありがとう！

Since childhood, I've been a die-hard physics fan,

私の家族は転勤が多く

gazing at the stars,

daydreaming about space travel.

サウジアラビア、ドイツ スリランカ、バングラデシュへと

Thanks, Mom, for not thinking I was weird!

そのたびに新しい言語と文化を 学ばなければなりませんでした

My family moved around a lot,

from Saudi Arabia to Germany to Sri Lanka to Bangladesh,

最終的に物理学が好きになったのは 物理学は世界共通言語で

and each time, I had to learn new languages and cultures.

その都度学び直す必要がないからでした

博士課程が始まり 私はレーザー物理学の研究室に入りました

Eventually, I fell in love with physics because it was a universal language

レーザーは最高にカッコいいからです

that I didn't have to relearn every time.

でも 生物学もかじってみようと決めました

When I started my PhD, I joined a laser physics lab,

私はレーザーで人間の細胞を 操作するようになり

because lasers are the coolest.

But I also decided to dabble in biology.

その話を生物学者にしたら 驚かれました

I started using lasers to engineer human cells,

理由はこうです―科学者たちは 生物学を より正確にする方法を常に探しています

and when I talked to biologists about it, they were amazed.

時々 細胞の培養が 料理のように感じられます

Here's why: scientists are always looking for ways to make biology more precise.

化学物質を手に取り 鍋に入れ かき混ぜ 加熱し 何が起きるかを見て

Sometimes cell culture can feel a lot like cooking:

またそれを繰り返します

それに対して レーザーは非常に正確です

take some chemicals, put it in a pot, stir it, heat it, see what happens,

数百万個の細胞の中の１個を 正確な間隔で標的にできます

１秒ごと １分ごと １時間ごと なんでもできます

try it all over again.

In contrast, lasers are so precise,

you can target one cell in millions at precise intervals --

私は この幹細胞の培養という 面倒な作業を

手作業で行うのではなく

every second, every minute, every hour -- you name it.

レーザーを使って 不要な細胞を取り除けばいいと気づきました

I realized that instead of doing this tedious process of stem cell culture

そして すべてのプロセスを自動化するために

機械学習を用いて不要な細胞を識別し

by hand,

we could use lasers to remove the unwanted cells.

やっつけることにしました

And to automate the entire process,

今日のアルゴリズムは 有益な情報や画像を見つけることに長けており

we decided to use machine learning to identify those unwanted cells

機械学習にとっては 最適な使用例となります

and zap them.

Algorithms today are great at finding useful information and images,

仕組みはこうです―

血液細胞をいくつか採取し カセットに入れます

血液細胞に化学物質を加え いつも通り 幹細胞に変えます

making this a perfect use case for machine learning.

Here's how it works:

さて 人間が不要な細胞を探して

Take some blood cells, put it in a cassette.

Add chemicals to those blood cells to turn them into stem cells like always.

手で取り除くのではなく

機械が不要な細胞を識別し

Now, instead of having a human look for those unwanted cells

レーザーでやっつけます

and remove them by hand,

ご覧の通り この一連のプロセスを機械が行います

the machine identifies the unwanted cells

and zaps them with a laser.

いつ どれくらいの頻度で細胞を プリントするかは コンピューターが決定し

As you can see, this entire process happens by machine.

全自動でプロセスが実行されます

The computer decides when and how often to print the cells

除去を繰り返した後に

幹細胞の完璧な培養物ができあがり

and uses a fully automated system to run the process.

バンクに預けて いつでも使うことができるようになります

After repeated pruning,

将来的には 数百 やがては数百万のカセットが積み重なった

you end up with a perfect culture of your stem cells,

幹細胞ファームができ

ready to be banked and used at any time.

それぞれのカセットが一人の人間のための 個人向けバンクとなります

In the future, we're going to have stem cell farms

看護師は 生まれてすぐに 臍帯血のサンプルを採取し

with stacks and stacks of hundreds and then eventually millions of cassettes,

幹細胞を培養するよう引き渡します

each cassette a personalized bank for one human.

そうすれば あなたの幹細胞は 一生涯 バンクに保存され

Nurses will take a sample of your cord blood right at birth

医療上の必要性が生じれば すぐに使えるようになるのです

and ship it off for cultivation,

仮に 心臓病になったとしましょう

so that for the rest of your life, your stem cells are on file, banked,

医師は新しい心臓の細胞を発注します

抜け毛では 新しい髪の毛を発注します

ready to go, should any medical need arise.

Let's say you develop heart disease.

この技術の最も身近な応用は 移植です

Your doctor can order up new heart cells.

カピル・バルティ博士の 国立眼科研究所での研究では

Hair loss. They can order up new hair.

失明治療のための幹細胞由来の

The most immediate application of this technology is for implants.

画期的な臨床試験が報告されています

Dr. Kapil Bharti's research at the National Eye Institute

プロセスが安価になれば

科学者は大規模な臨床試験を実施し

has informed a breakthrough clinical trial

for a stem cell derived therapy for blindness.

今までにない新しい治療法を 開発できるようになります

As the process becomes cheaper,

なぜなら今日 百万ドルかかっても

scientists can run larger and larger clinical trials at scale

すぐに５万ドル以下となり

to develop new treatments that don't exist today,

時間と共に さらに安くなるからです

because what costs one million dollars today

さて それ以上に面白いことがあります

will soon be less than 50,000,

and then even cheaper with time.

多分 長寿を思い浮かべているでしょう

Now, it gets even more interesting than that.

確かにその可能性はあります

将来的には 全く同じ幹細胞バンクを使って

And perhaps you have longevity in mind.

新しい臓器、細胞組織、皮膚などを 作ることができるでしょう

That is certainly a possibility.

In the future, we might use these exact same stem cell banks

新しい骨や歯は いかがですか？

to generate entire new organs, new tissues, new skin ...

また この技術は

New bone, teeth, anyone?

個人向け調剤を革新する 可能性を秘めています

現在 薬の服用には ある程度 試行錯誤が必要です

This technology also has the potential

その薬が実際に自分に効くかどうかは

to revolutionize personalized pharmaceuticals.

体に入れてみないと分かりません

Today, taking medicine is, to some degree, trial and error.

でも もしあなたの細胞から成るミニチュアの 人間レプリカがあったらどうでしょう？

You don't really know if the drug is going to work for you

until you put it in your body.

あなたの眼球細胞、脳細胞、心臓細胞 筋肉細胞、血液細胞が

But what if we had a miniature human replica of you with your cells --

チップに搭載された

eye cells, brain cells, heart cells, muscle cells, blood cells --

あなたのミニチュア人間レプリカです

薬を取って まず実験室で細胞にテストし

on a chip?

効果を確かめられます

A miniature human replica of you.

もし効果があれば 良いですね どうぞ薬を飲んでください

効果がなければ 薬剤師が あなたのためだけの薬を特注できます

We could take the drugs, test them on the cells in the lab first

to see how it works.

If it works, fantastic. Go ahead and take the drug.

これは何十年も前から 科学者たちの希望であり 夢でした

If it doesn't, pharmacists can order up custom drugs just for you.

この技術によって

幹細胞の真の可能性が ようやく実現できるのです―

This has been the hope and dream of scientists for decades.

自分の細胞から作られる オンデマンドの機能的治療です

With this technology,

we can finally realize the true potential of stem cells:

体が拒絶反応を起こさない治療法です

on-demand functional cures made from your cells.

誰にでも本当に効く治療法です

Cures that your body won't reject.

再生医療の未来は 100パーセント 個人向けであり

Cures that truly work for everyone.

それは思っているよりも ずっと近づいています

The future of regenerative medicine is 100 percent personalized,

ありがとう

（拍手）

and it's a lot closer than you think.

Thank you.

(Applause)