Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tłumaczenie: Malgo Haman Korekta: Agata Leśnicka

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

Chciałabym pokazać wam wideo paru modeli,

I work with.

z którymi pracuję.

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

Wszystkie mają idealne wymiary i ani grama tłuszczu.

Did I mention they're gorgeous?

Wspomniałam już, że są cudowne?

And they're scientific models? (Laughs)

I że są modelami naukowymi?

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

Jak może już zgadliście, zajmuję się inżynierią tkankową,

and this is a video of some of the beating heart

a to wideo przedstawia jedno z bijących serc,

that I've engineered in the lab.

które wytworzyłam w laboratorium.

And one day we hope that these tissues

I mamy nadzieję, że pewnego dnia te tkanki

can serve as replacement parts for the human body.

posłużą jako części zamienne dla ludzkiego ciała.

But what I'm going to tell you about today

Ale dziś opowiem wam o tym,

is how these tissues make awesome models.

jak świetnymi modelami są te tkanki.

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

Pomyślmy o procesie wytwarzania leków.

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

Po opracowaniu formuły leku testuje się go laboratoryjnie, później na zwierzętach,

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

a później robi się esperyment kliniczny, można to nazwać testami na ludziach,

before the drugs get to market.

zanim lek trafi na rynek.

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

Zabiera to dużo czasu i pieniędzy,

and sometimes, even when a drug hits the market,

a i tak, nawet jeśli lek trafi już na rynek, zdarza się,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

że działa on w nieprzewidywalny sposób i ostatecznie szkodzi ludziom.

And the later it fails, the worse the consequences.

I im później się to okazuje, tym gorsze są konsekwencje.

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

Wszystko to sprowadza się do dwóch problemów. Po pierwsze, ludzie nie są szczurami,

and two, despite our incredible similarities to one another,

po drugie, mimo tego, że jesteśmy bardzo do siebie nawzajem podobni,

actually those tiny differences between you and I

te małe różnice między mną i tobą

have huge impacts with how we metabolize drugs

mają ogromny wpływ na to jak metabolizujemy leki

and how those drugs affect us.

i w jaki sposób te leki na nas działają.

So what if we had better models in the lab

Więc co by było gdybyśmy mieli lepsze modele w laboratoriach,

that could not only mimic us better than rats

nie tylko lepsze w udawaniu nas od szczurów,

but also reflect our diversity?

ale także odzwierciedlające naszą różnorodność?

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

Zobaczmy jak można to osiągnąć za pomocą inżynierii tkankowej.

One of the key technologies that's really important

Jedną z najważniejszych technologii jest coś,

is what's called induced pluripotent stem cells.

co nazywa się indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.

They were developed in Japan pretty recently.

Zostały one opracowane dość niedawno w Japonii.

Okay, induced pluripotent stem cells.

Dobra, indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.

They're a lot like embryonic stem cells

Pod wieloma względami przypominają embrionalne komórki macierzyste,

except without the controversy.

z wyjątkiem ich kontrowersji.

We induce cells, okay, say, skin cells,

Indukujemy komórki, powiedzmy, komórki skóry,

by adding a few genes to them, culturing them,

dodając do nich trochę genów, hodując je,

and then harvesting them.

a później je zbierając.

So they're skin cells that can be tricked,

Czyli są to komórki skóry, które możemy wprowadzić,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

przez rodzaj amnezji komórkowej, w stan embrionalny.

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

Więc pozbywamy się kontrowersji, to fajna rzecz numer jeden.

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

Fajna rzecz numer dwa: możesz z nich wyhodować każdy rodzaj tkanki:

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

mózg, serce, wątrobę, rozumiecie,

but out of your cells.

ale ze swoich własnych komórek.

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

Więc robimy model twojego serca, albo mózgu

on a chip.

na chipie.

Generating tissues of predictable density and behavior

Generowanie tkanek, których gęstość i zachowanie da się przewidzieć

is the second piece, and will be really key towards

to druga część i naprawdę zbliży to nas

getting these models to be adopted for drug discovery.

do używania tych modeli przy produkcji nowych leków.

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

A tutaj widzicie schemat bioreaktora nad którym pracujemy w naszym laboratorium,

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

który pomoże nam wytwarzać tkanki w bardziej modułowy, mierzalny sposób.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

Pójdźmy dalej: wyobraźcie sobie bardziej rozbudowaną wersję tego reaktora

with thousands of pieces of human tissue.

z tysiącami fragmentów ludzkiej tkanki.

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

To byłoby jak robienie testów klinicznych na chipie.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Kolejna rzecz jeśli chodzi o indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste:

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

jeśli pobierzemy trochę komórek skóry od

from people with a genetic disease

kogoś z jakąś chorobą genetyczną

and we engineer tissues out of them,

i wytworzymy z nich tkanki

we can actually use tissue-engineering techniques

możemy użyć technik inżynierii tkankowej

to generate models of those diseases in the lab.

do wytworzenia w laboratorium modeli dla tych chorób.

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

Oto przykład z laboratorium Kevina Eggana z Harvardu.

He generated neurons

Wygenerował neurony

from these induced pluripotent stem cells

z tych indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

pobranych od pacjentów ze stwardnieniem zanikowym bocznym

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

i wydzielił z nich pojedyncze neurony, i co jest zdumiewające

is that these neurons also show symptoms of the disease.

te neurony też wykazują objawy choroby.

So with disease models like these, we can fight back

Więc z takimi modelami chorób, możemy walczyć

faster than ever before and understand the disease better

szybciej niż kiedykolwiek przedtem i zrozumieć te choroby lepiej

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

niż kiedykolwiek przedtem i może wynajdywać leki jeszcze szybciej.

This is another example of patient-specific stem cells

To kolejny przykład komórek macierzystych charakterystycznych dla pacjenta,

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

które zostały wytworzone z komórek kogoś z retinopatią barwnikową.

This is a degeneration of the retina.

To jest choroba polegająca na degeneracji siatkówki.

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

Ta choroba występuje w mojej rodzinie i mamy nadzieję,

that cells like these will help us find a cure.

że takie komórki pomogą nam znaleźć lekarstwo.

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

Niektórzy myślą, że te modele może wyglądają dobrze,

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

ale pytają: "Czy one są naprawdę tak dobre jak szczury?"

The rat is an entire organism, after all,

W końcu szczur jest całym organizmem,

with interacting networks of organs.

ze ściśle współpracującymi ze sobą narządami.

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

Lek na serce może być metabolizowany w wątrobie

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

i niektóre produkty uboczne mogą odkładać się w tłuszczu.

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

Czy pamiętacie o tym przy tworzeniu tych modeli?

Well, this is another trend in the field.

I to jest właśnie kolejny trend w naszej nauce.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Łącząc inżynierię tkankową z mikrofluidyką,

the field is actually evolving towards just that,

właśnie w tym kierunku się rozwijamy,

a model of the entire ecosystem of the body,

chcemy stworzyć model całego ekosystemu ciała,

complete with multiple organ systems to be able to test

z różnymi układami narządów, żeby można było

how a drug you might take for your blood pressure

sprawdzić jak lek, który bierzesz na problemy z ciśnieniem

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

może wpłynąć na twoją wątrobę, lub jaki wpływ antydepresanty będą miały na twoje serce.

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

Takie układy są bardzo trudne do zbudowania, ale już zaczynamy to robić,

and so, watch out.

więc uważajcie.

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

Ale to jeszcze nie wszystko, bo jak lek już jest zatwierdzony,

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

inżynieria tkankowa może nam pomóc rozwinąć bardziej spersonalizowane leczenie.

This is an example that you might care about someday,

To jest przykład, który może was kiedyś dotknąć,

and I hope you never do,

mam nadzieję, że to się nigdy nie stanie,

because imagine if you ever get that call

bo wyobraźcie sobie, że kiedyś dostajecie taki telefon,

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

lekarz mówi wam, że możecie mieć raka.

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

Nie wolelibyście najpierw sprawdzić czy te leki, które

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

będziecie brać zadziałają w waszym przypadku?

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

To jest przykład z laboratorium Karen Burg, gdzie

using inkjet technologies to print breast cancer cells

zabarwiają komórki raka piersi

and study its progressions and treatments.

i badają ich rozwój i leczenie.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

Niektórzy nasi koledzy na uniwersytecie Tuftsa mieszają modele

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

takie jak ten z kością wytworzoną w laboratorium, żeby zobaczyć jak rak

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

może się rozprzestrzeniać z jednej części ciała do drugiej,

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

i możecie sobie wybrazić, że te wielotkankowe układy

to be the next generation of these kinds of studies.

będą przedmiotem następnej generacji tego typu badań.

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

Więc myśląc o tych modelach, które właśnie omówiliśmy,

you can see, going forward, that tissue engineering

możecie zobaczyć, że inżynieria tkankowa

is actually poised to help revolutionize drug screening

już szykuje się do tego, żeby zrewolucjonizować badania na lekach

at every single step of the path:

na każdym ich etapie:

disease models making for better drug formulations,

robimy modele chorób żeby opracować lepsze formuły leków,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

rozbudowane układy ludzkiej tkanki pomogą nam zrewolucjonizować badania laboratoryjne,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

ograniczyć testy na zwierzętach i testy kliniczne na ludziach,

and individualized therapies that disrupt

zindywidualizowane leczenie , które zakłóca to,

what we even consider to be a market at all.

co mogliśmy przedtem uważać za rynek.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

W skrócie, w ogromnym stopniu przyspieszamy ten proces

between developing a molecule and learning about

między opracowaniem molekuły, a sprawdzeniem,

how it acts in the human body.

jak będzie się ona zachowywała w ludzkim ciele.

Our process for doing this is essentially transforming

Sposób w jaki to robimy to w zasadzie transformacja

biotechnology and pharmacology into an information technology,

biotechologii i farmakologii w informatykę,

helping us discover and evaluate drugs faster,

co pomaga nam szybciej wynajdować i oceniać leki,

more cheaply and more effectively.

taniej i bardziej efektywnie.

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

To zupełnie nowe znaczenie modeli przeciwko testom na zwierzętach, prawda?

Thank you. (Applause)

Dziękuję.