Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Vertaald door: Els De Keyser Nagekeken door: Christel Foncke

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

Ik toon jullie een video van enkele modellen

I work with.

waar ik mee werk.

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

Ze hebben allemaal perfecte maten en geen grammetje vet.

Did I mention they're gorgeous?

Zei ik al dat ze geweldig zijn?

And they're scientific models? (Laughs)

En dat ze wetenschappelijk zijn? (Lacht)

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

Je raadt het al, ik ben weefselingenieur.

and this is a video of some of the beating heart

Dit is een video van het kloppende hart

that I've engineered in the lab.

dat ik in het lab heb ontworpen.

And one day we hope that these tissues

We hopen dat deze weefsels op een dag

can serve as replacement parts for the human body.

kunnen dienen als vervangstukken voor het menselijke lichaam.

But what I'm going to tell you about today

Maar vandaag ga ik vertellen

is how these tissues make awesome models.

hoe deze weefsels geweldige modellen zijn.

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

Denk even aan het proces voor screening van medicijnen.

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

Dat gaat van opstellen van de formule, labotesten, testen op dieren

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

naar klinische proeven, wat je testen op mensen zou kunnen noemen,

before the drugs get to market.

tot de medicijnen op de markt komen.

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

Het kost veel geld en tijd

and sometimes, even when a drug hits the market,

en zelfs als een medicijn op de markt komt,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

is het soms onvoorspelbaar en schaadt het mensen.

And the later it fails, the worse the consequences.

Hoe later het faalt, hoe erger de gevolgen.

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

Het komt op twee dingen neer. Ten eerste, mensen zijn geen ratten.

and two, despite our incredible similarities to one another,

Ten tweede, ondanks onze sterke gelijkenissen

actually those tiny differences between you and I

hebben die kleine verschillen tussen jou en mij

have huge impacts with how we metabolize drugs

enorme impact op hoe we medicijnen omzetten

and how those drugs affect us.

en hoe die op ons inwerken.

So what if we had better models in the lab

Als we in het labo nu eens betere modellen hadden

that could not only mimic us better than rats

die ons niet alleen beter zouden nabootsen dan ratten

but also reflect our diversity?

maar ook onze diversiteit beter weergaven?

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

Even kijken hoe we dat doen met weefselontwerp.

One of the key technologies that's really important

Eén van de erg belangrijke sleuteltechnieken

is what's called induced pluripotent stem cells.

zijn de zogenaamde geïnduceerde pluripotente stamcellen.

They were developed in Japan pretty recently.

Ze zijn recent in Japan ontwikkeld.

Okay, induced pluripotent stem cells.

Geïnduceerde pluripotente stamcellen dus.

They're a lot like embryonic stem cells

Ze zien er sterk uit als embryonale stamcellen

except without the controversy.

maar dan zonder de controverse.

We induce cells, okay, say, skin cells,

We induceren cellen, huidcellen bijvoorbeeld,

by adding a few genes to them, culturing them,

door er wat genen aan toe te voegen, ze op cultuur te zetten

and then harvesting them.

en ze dan te oogsten.

So they're skin cells that can be tricked,

Het zijn huidcellen die je kan foppen,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

een soort cellulaire amnesie, tot ze weer embryonaal worden.

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

Maar dan zonder controverse, dat is cool punt nummer één.

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

Cool punt nummer twee is dat je er elke soort weefsel

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

uit kunt kweken: hersenen, hart, lever, je ziet het al,

but out of your cells.

maar dan uit jouw cellen.

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

We kunnen een model maken van je hart, je brein,

on a chip.

op een chip.

Generating tissues of predictable density and behavior

Weefsel maken met voorspelbare dichtheid en gedrag

is the second piece, and will be really key towards

is deel twee, dat erg belangrijk wordt

getting these models to be adopted for drug discovery.

om deze modellen te laten aanvaarden voor medicijntesten.

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

Dit is een schema van een bioreactor die we in ons lab ontwikkelen

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

om weefsel te ontwerpen op meer modulaire, schaalbare wijze.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

In de toekomst krijgen we parallelle versies hiervan op grote schaal,

with thousands of pieces of human tissue.

met duizenden stukjes menselijk weefsel.

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

Het is als een klinische test op een chip.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Nog iets over die geïnduceerde pluripotente stamcellen:

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

als we huidcellen nemen, bijvoorbeeld,

from people with a genetic disease

van mensen met een erfelijke ziekte

and we engineer tissues out of them,

en we er weefsel uit kweken,

we can actually use tissue-engineering techniques

kunnen we deze technieken van weefselontwerp

to generate models of those diseases in the lab.

gebruiken om die ziekte te modelleren in het lab.

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

Dit voorbeeld komt uit het lab van Kevin Eggan in Harvard.

He generated neurons

Hij heeft neuronen gegenereerd

from these induced pluripotent stem cells

uit geïnduceerde pluripotente stamcellen

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

van patiënten met de ziekte van Lou Gehrig.

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

Hij heeft er neuronen van gemaakt.

is that these neurons also show symptoms of the disease.

Het verbazende is dat deze neuronen ook symptomen van de ziekte hebben.

So with disease models like these, we can fight back

Met ziektemodellen als deze,

faster than ever before and understand the disease better

hebben we sneller een antwoord op de ziekte

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

dan ooit tevoren en ontdekken we medicijnen sneller.

This is another example of patient-specific stem cells

Nog een voorbeeld van stamcellen van een patiënt

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

met retinitis pigmentosa,

This is a degeneration of the retina.

degeneratie van het netvlies.

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

Die ziekte komt voor in mijn familie. Hopelijk helpen

that cells like these will help us find a cure.

dit soort cellen om een remedie te vinden.

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

Sommigen vinden dat dit allemaal mooi klinkt,

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

maar "Zijn ze echt zo goed als een rat?"

The rat is an entire organism, after all,

Een rat is een volwaardig organisme,

with interacting networks of organs.

met netwerken van organen die interageren.

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

Een medicijn voor het hart kan in de lever worden omgezet

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

en sommige bijproducten kunnen in het vet worden opgeslagen.

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

Mis je dat alles niet met modellen van weefselontwerpen?

Well, this is another trend in the field.

Dit is een andere trend in het domein.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Door technieken van weefselontwerp te combineren met microfluidica,

the field is actually evolving towards just that,

evolueert het domein net in die richting:

a model of the entire ecosystem of the body,

een model van het hele ecosysteem van het lichaam,

complete with multiple organ systems to be able to test

met meerdere orgaansystemen om te testen

how a drug you might take for your blood pressure

hoe een medicijn dat je neemt voor je bloeddruk

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

invloed kan hebben op je lever of een antidepressivum op je hart.

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

Die systemen zijn moeilijk te bouwen, we beginnen nog maar net,

and so, watch out.

uitkijken dus.

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

Maar dat is niet alles. Als een medicijn is goedgekeurd,

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

kunnen we met technieken van weefselontwerp gepersonaliseerde behandelingen ontwerpen.

This is an example that you might care about someday,

Misschien gaat dit voorbeeld je ooit aan,

and I hope you never do,

ik hoop van niet,

because imagine if you ever get that call

want stel je voor dat je een telefoontje krijgt

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

met het slechte nieuws dat je kanker hebt.

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

Wil je dan niet testen of die kankermedicijnen

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

gaan werken voor jouw kanker?

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

Dit voorbeeld komt uit het lab van Karen Burg,

using inkjet technologies to print breast cancer cells

waar ze inkjet-technologie gebruiken om borstkankercellen te drukken

and study its progressions and treatments.

en er de progressie en behandeling van te bestuderen.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

Collega's van ons bij Tufts vermengen modellen als deze

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

met weefselontworpen bot om te zien hoe kanker

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

van één deel van het lichaam naar het andere uitzaait.

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

Dat soort multi-weefsel-chips

to be the next generation of these kinds of studies.

wordt de volgende generatie voor dit soort studies.

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

Als je de modellen bekijkt die we net bespraken,

you can see, going forward, that tissue engineering

zie je, als je de evolutie bekijkt,

is actually poised to help revolutionize drug screening

dat weefselontwerp goed geplaatst is om screening van medicijnen

at every single step of the path:

op elk punt sterk te verbeteren:

disease models making for better drug formulations,

ziektemodellen zorgen voor betere medicijnformules,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

massief parallelle menselijke weefselmodellen zijn een revolutie voor de labtesten,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

verminderen testen op dieren en testen op mensen in klinische proeven,

and individualized therapies that disrupt

en geïndividualiseerde therapie

what we even consider to be a market at all.

zet zelfs ons concept van wat een markt is op zijn kop.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

We zorgen voor een dramatische versnelling van de feedback

between developing a molecule and learning about

tussen de ontwikkeling van een molecule

how it acts in the human body.

en het leren hoe die werkt in het menselijk lichaam.

Our process for doing this is essentially transforming

Dat doen we door de transformatie

biotechnology and pharmacology into an information technology,

van biotechnologie en farmacologie naar informatietechnologie,

helping us discover and evaluate drugs faster,

waardoor we medicijnen sneller ontdekken en evalueren,

more cheaply and more effectively.

goedkoper, en effectiever.

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

Het geeft een nieuwe lading aan 'modellen tegen proeven op dieren', niet?

Thank you. (Applause)

Dankuwel. (Applaus)