Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

ニナ・タンダン: 再生医学でオーダーメイド医療が実現する？

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

翻訳: Tomoshige Ohno 校正: Akiko Hicks

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

私が仕事で携わるモデル達の

I work with.

ビデオをお見せしたいと思います

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

理想的なサイズで 脂肪なんて全くついていません

Did I mention they're gorgeous?

とても美しいでしょう？

And they're scientific models? (Laughs)

科学実験のモデルなんですが（笑）

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

ご想像の通り 私は再生医学者で

and this is a video of some of the beating heart

これは私が研究室で作った

that I've engineered in the lab.

拍動する心臓のビデオです

And one day we hope that these tissues

いつの日かこれらの組織が

can serve as replacement parts for the human body.

人体の代替パーツとなるよう 期待されています

But what I'm going to tell you about today

しかし今日お話しするのは

is how these tissues make awesome models.

これらの組織の 研究モデルとしての有用性です

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

創薬過程についてちょっと考えてみましょう

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

薬を合成するところから始めて ラボでの実験 動物実験を経て

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

人体実験ともいわれる 治験を行い

before the drugs get to market.

その後 ようやく薬が市場へ出回ります

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

金銭的にも時間的にも 大きなコストがかかります

and sometimes, even when a drug hits the market,

薬が市場に出回ったとしても 時には

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

予想外の副作用を引き起こし 人々に害を与えることもあります

And the later it fails, the worse the consequences.

副作用に気付くのが遅くなるほど 被害は大きくなります

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

全ては２つの問題点に集約されます １つ目はヒトとラットとの違い

and two, despite our incredible similarities to one another,

そして２つ目は ほぼ同じ ヒト同士でも

actually those tiny differences between you and I

僅かな個体差が

have huge impacts with how we metabolize drugs

薬の代謝や作用に

and how those drugs affect us.

大きく影響するということです

So what if we had better models in the lab

もし ラットよりもヒトに近い上

that could not only mimic us better than rats

ヒトの多様性も再現できるような

but also reflect our diversity?

優れたモデルが研究に使えたらどうでしょう？

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

再生医学がそれを可能にすることを ご覧に入れましょう

One of the key technologies that's really important

ここでキーとなる重要な技術の１つに

is what's called induced pluripotent stem cells.

人工多能性幹細胞と呼ばれるものがあります

They were developed in Japan pretty recently.

ごく最近 日本で開発されました

Okay, induced pluripotent stem cells.

iPS細胞は

They're a lot like embryonic stem cells

ES細胞にとてもよく似ていますが

except without the controversy.

倫理的に問題無い点が異なります

We induce cells, okay, say, skin cells,

人工的に誘導して作る細胞です 例えば皮膚細胞に

by adding a few genes to them, culturing them,

数種の遺伝子を導入し 培養して作るわけです

and then harvesting them.

数種の遺伝子を導入し 培養して作るわけです

So they're skin cells that can be tricked,

iPS細胞は言ってみれば 皮膚細胞に細工をして

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

細胞の記憶喪失のように 胚状態にしたものなのです

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

そのため倫理的に問題ないのが １つ目の長所です

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

２つ目の長所は 自分の細胞を使って

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

脳 心臓 肝臓など どんな組織でも

but out of your cells.

つくることができる点です

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

自分の心臓でも脳でも チップ上でモデルを

on a chip.

つくることができるのです

Generating tissues of predictable density and behavior

密度や挙動が予想可能な 組織生成の技術が

is the second piece, and will be really key towards

モデルを創薬に応用するための

getting these models to be adopted for drug discovery.

もう一つの 欠かせない鍵となります

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

これは我々が開発中の バイオリアクターの設計図で

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

様々な規模で モジュール的に 組織を作れるようにするものです

Going forward, imagine a massively parallel version of this

将来的にはこれを大規模に並列化し

with thousands of pieces of human tissue.

人間の組織が同時に何千と作れれば

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

チップ上で治験を行うようなものになるでしょう

But another thing about these induced pluripotent stem cells

更にiPS細胞ではこんなことも可能です

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

例えば皮膚細胞を

from people with a genetic disease

遺伝性疾患をもつ人から採取し

and we engineer tissues out of them,

それを元に組織を作れば

we can actually use tissue-engineering techniques

再生医学の技術を用いて

to generate models of those diseases in the lab.

ラボ内で病気のモデルを 生成することができます

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

ハーバード大の ケビン・エガン研究室での例ですが

He generated neurons

筋萎縮性側索硬化症 (ALS) の患者から

from these induced pluripotent stem cells

iPS細胞をつくり

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

ニューロンを生成しました

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

iPS細胞をニューロンに分化させてみると

is that these neurons also show symptoms of the disease.

驚いた事に このニューロンも ALSの症状を発症したのです

So with disease models like these, we can fight back

このような疾患モデルを用いれば

faster than ever before and understand the disease better

かつてない速さで病気を食い止め

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

より深く病気を理解することができ 薬もずっと簡単に見つかるでしょう

This is another example of patient-specific stem cells

これは患者固有の幹細胞を使った 別の例で

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

網膜色素変性の患者からつくられたものです

This is a degeneration of the retina.

これは網膜が衰える病気で

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

私の家系にもこの病気が遺伝しているので

that cells like these will help us find a cure.

iPS細胞による治療法の発見を願っています

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

これらのモデルは一見良さそうですが

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

ラット同等の有用性があるのか 疑問に思う人もいるかもしれません

The rat is an entire organism, after all,

本質的に ラットは相互作用しあう 器官のネットワークを持つ

with interacting networks of organs.

完全な生物体です

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

心臓の薬が肝臓で代謝されたり

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

副産物が脂肪に蓄積される可能性があります

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

再生医学によるモデルを使う実験では これらを見落とすのではないでしょうか？

Well, this is another trend in the field.

最近の傾向として

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

再生医学技術とマイクロ流体学を 融合させることが

the field is actually evolving towards just that,

主流になりつつあります

a model of the entire ecosystem of the body,

つまり 複数の器官システムを持った

complete with multiple organ systems to be able to test

完全な生体全体を再現するモデルを用いて

how a drug you might take for your blood pressure

血圧の薬の肝臓への影響や

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

抗鬱薬の心臓への影響を 実験するのです

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

このようなシステム構築は実に困難ですが 実現可能になりつつあるので

and so, watch out.

見ていてください

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

しかしこれで全てではありません なぜなら薬の承認後も

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

再生医学技術はオーダーメイド治療の 開発に役立つからです

This is an example that you might care about someday,

これは皆さんが将来 興味をを持つ例かもしれません

and I hope you never do,

そうならないよう願いますが

because imagine if you ever get that call

医者から電話で悪い知らせを告げられ

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

ガンの疑いがあるなんてことになったとします

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

抗がん剤が自分のガンに効くかどうか

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

飲む前に実験で試してみたくありませんか？

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

これはカレン・バーグ研究室の例で

using inkjet technologies to print breast cancer cells

インクジェット技術を利用して 乳ガン細胞を印刷し

and study its progressions and treatments.

ガンの進行と治療について研究したものです

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

タフツ大学では このようなモデルを

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

再生された骨と混ぜ合わせて ガンが体内のある部位から

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

別の部位にどのように広がるのか実験しています

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

このような複数の組織からなるチップが

to be the next generation of these kinds of studies.

この類の研究の次世代を担うことでしょう

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

このようなモデルについて考えると

you can see, going forward, that tissue engineering

再生医学は将来的には

is actually poised to help revolutionize drug screening

創薬の各ステップに革命を起こす準備が

at every single step of the path:

できていることがお分かり頂けるでしょう

disease models making for better drug formulations,

薬物開発に貢献する疾患モデル作成や

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

研究に革命をもたらす 大規模に並列化されたヒト組織モデルは

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

臨床試験において動物実験や人体実験を減らします

and individualized therapies that disrupt

またオーダーメイド医療など

what we even consider to be a market at all.

考えられなかった市場まで覆します

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

本質的には 分子の合成と

between developing a molecule and learning about

人体における作用を研究する過程の間で

how it acts in the human body.

フィードバックを劇的に高速化しているのです

Our process for doing this is essentially transforming

我々がこれを行うプロセスは 本質的には

biotechnology and pharmacology into an information technology,

生物工学や薬学を情報技術へと変え

helping us discover and evaluate drugs faster,

新薬の発見や評価を

more cheaply and more effectively.

速く 安く 効率的に済ませられるようにしているのです

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

動物実験に対して モデルならではの 優位性がお分かりいただけると思います

Thank you. (Applause)

ありがとうございました (拍手)