The brain may be able to repair itself -- with help | Jocelyne Bloch

Tradutor: H Maria Castro Revisora: Margarida Ferreira

So I'm a neurosurgeon.

Sou neurocirurgiã.

And like most of my colleagues,

Tal como a maior parte dos meus colegas,

I have to deal, every day, with human tragedies.

tenho de lidar, todos os dias, com tragédias humanas.

I realize how your life can change from one second to the other

Apercebo-me de como a vida pode mudar de um segundo para o outro

after a major stroke or after a car accident.

após um AVC grave ou um acidente de viação.

And what is very frustrating for us neurosurgeons

O que é muito frustrante para nós, neurocirurgiões,

is to realize that unlike other organs of the body,

é sabermos que, ao contrário de outros órgãos do corpo,

the brain has very little ability for self-repair.

o cérebro tem muito pouca capacidade de auto-reparação.

And after a major injury of your central nervous system,

Após uma lesão grave do sistema nervoso central,

the patients often remain with a severe handicap.

os doentes muitas vezes ficam com deficiência profunda.

And that's probably the reason why I've chosen

Foi provavelmente por isso que escolhi

to be a functional neurosurgeon.

ser uma neurocirurgiã funcional.

What is a functional neurosurgeon?

O que é um neurocirurgião funcional?

It's a doctor who is trying to improve a neurological function

É um médico que tenta melhorar uma função neurológica

through different surgical strategies.

através de diferentes estratégias cirúrgicas.

Já devem ter ouvido falar da técnica mais famosa,

You've certainly heard of one of the famous ones

called deep brain stimulation,

chamada estimulação cerebral profunda,

where you implant an electrode in the depths of the brain

na qual se implanta um eléctrodo nas profundezas do cérebro

in order to modulate a circuit of neurons

de forma a modular um circuito de neurónios

to improve a neurological function.

para melhorar uma função neurológica.

It's really an amazing technology

É realmente uma tecnologia extraordinária

in that it has improved the destiny of patients

uma vez que tem melhorado o destino de pessoas

with Parkinson's disease,

com doença de Parkinson,

with severe tremor, with severe pain.

com tremores graves, com dor intensa.

However, neuromodulation does not mean neuro-repair.

No entanto, a neuromodulação não significa neuro-reparação.

And the dream of functional neurosurgeons

E o sonho dos neurocirurgiões funcionais

is to repair the brain.

é reparar o cérebro.

I think

Acho que estamos a aproximar-nos desse sonho.

that we are approaching this dream.

And I would like to show you

Gostaria de mostrar-vos

that we are very close to this.

que estamos muito perto disso.

And that with a little bit of help,

E que, com um bocadinho de ajuda,

the brain is able to help itself.

o cérebro é capaz de se ajudar a si mesmo.

So the story started 15 years ago.

Tudo começou há 15 anos.

At that time, I was a chief resident

Nessa altura, eu era chefe dos internos

working days and nights in the emergency room.

e trabalhava dias e noites nas Urgências.

I often had to take care of patients with head trauma.

Tive muitas vezes de cuidar de doentes com traumatismos cranianos.

You have to imagine that when a patient comes in with a severe head trauma,

Têm de imaginar que, quando um doente chega com um traumatismo craniano grave,

his brain is swelling

o cérebro está a inchar

and he's increasing his intracranial pressure.

e está a aumentar a pressão intracraniana.

And in order to save his life,

Para lhe salvar a vida,

you have to decrease this intracranial pressure.

temos de diminuir essa pressão intracraniana.

And to do that,

Para fazer isso,

you sometimes have to remove a piece of swollen brain.

às vezes é preciso retirar um pedaço do cérebro inchado.

So instead of throwing away these pieces of swollen brain,

Então, em vez de deitar fora esses pedaços de cérebro,

we decided with Jean-François Brunet,

decidimos, com o Jean-François Brunet,

who is a colleague of mine, a biologist,

que é um colega meu, biólogo,

to study them.

estudá-los.

What do I mean by that?

O que é que quero dizer com isso?

We wanted to grow cells from these pieces of tissue.

Queríamos fazer culturas de células a partir destes pedaços de tecido.

It's not an easy task.

Não é uma tarefa fácil.

Growing cells from a piece of tissue

Fazer culturas de células a partir de um pedaço de tecido

is a bit the same as growing very small children

é um pouco como criar crianças muito pequenas

out from their family.

afastadas da família.

So you need to find the right nutrients,

É preciso encontrar os nutrientes certos,

the warmth, the humidity

o calor certo, a humidade certa

and all the nice environments to make them thrive.

e todos os ambientes bons para as fazer desenvolver.

So that's exactly what we had to do with these cells.

Foi exactamente o que tivemos de fazer com estas células.

And after many attempts,

Depois de muitas tentativas,

Jean-François did it.

o Jean-François conseguiu.

And that's what he saw under his microscope.

Isto foi o que ele viu ao microscópio,

And that was, for us, a major surprise.

o que, para nós, foi uma surpresa enorme.

Why?

Porquê?

Because this looks exactly the same as a stem cell culture,

Porque parece exactamente igual a uma cultura de células estaminais,

with large green cells surrounding small, immature cells.

com grandes células verdes à volta de células pequenas, imaturas.

And you may remember from biology class

Talvez se recordem das aulas de Biologia,

that stem cells are immature cells,

de que as células estaminais são células imaturas,

able to turn into any type of cell of the body.

que conseguem transformar-se em qualquer tipo de célula do corpo.

The adult brain has stem cells, but they're very rare

O cérebro adulto tem células estaminais, mas são muito raras

and they're located in deep and small niches

e estão situadas em nichos profundos e pequenos

in the depths of the brain.

nas profundezas do cérebro.

So it was surprising to get this kind of stem cell culture

Portanto foi surpreendente obter este tipo de cultura de células estaminais

from the superficial part of swollen brain we had

a partir da parte superficial do cérebro inchado que tínhamos

in the operating theater.

no bloco operatório.

And there was another intriguing observation:

E houve outra observação intrigante:

Regular stem cells are very active cells --

as células estaminais normais são muito activas

cells that divide, divide, divide very quickly.

— são células que se dividem, dividem, dividem muito rapidamente.

And they never die, they're immortal cells.

E nunca morrem, são células imortais.

But these cells behave differently.

Mas estas células comportam-se de maneira diferente.

They divide slowly,

Dividem-se lentamente,

and after a few weeks of culture,

e após algumas semanas de cultura,

they even died.

até morreram.

So we were in front of a strange new cell population

Portanto estávamos perante uma população de células nova e estranha

that looked like stem cells but behaved differently.

que parecia ser de células estaminais mas se comportava de forma diferente.

And it took us a long time to understand where they came from.

Levámos muito tempo a perceber de onde vinham.

They come from these cells.

Provêm destas células.

These blue and red cells are called doublecortin-positive cells.

Estas células azuis e vermelhas chamam-se células positivas para duplocortina.

All of you have them in your brain.

E todos as temos no cérebro.

They represent four percent of your cortical brain cells.

Representam quatro por cento das nossas células cerebrais corticais.

They have a very important role during the development stage.

Têm um papel muito importante durante a fase de desenvolvimento.

When you were fetuses,

Quando éramos fetos,

they helped your brain to fold itself.

ajudaram o nosso cérebro a dobrar-se sobre si mesmo.

But why do they stay in your head?

Mas porque permanecem na nossa cabeça?

This, we don't know.

Isso não sabemos.

We think that they may participate in brain repair

Achamos que podem participar na reparação cerebral

because we find them in higher concentration

porque as encontramos em maior concentração

close to brain lesions.

junto a lesões cerebrais.

But it's not so sure.

Mas não temos assim muita certeza.

But there is one clear thing --

Uma coisa é clara:

that from these cells,

a partir destas células,

we got our stem cell culture.

obtivemos a nossa cultura de células estaminais.

And we were in front of a potential new source of cells

E estávamos perante uma nova potencial fonte de células

to repair the brain.

para reparar o cérebro.

And we had to prove this.

Tínhamos de o provar.

So to prove it,

Portanto, para o provar,

we decided to design an experimental paradigm.

decidimos desenhar um paradigma experimental.

The idea was to biopsy a piece of brain

A ideia era fazer uma biópsia de uma porção de cérebro

in a non-eloquent area of the brain,

de uma área não eloquente do cérebro,

and then to culture the cells

e depois fazer a cultura das células

exactly the way Jean-François did it in his lab.

exactamente como o Jean-François fez no laboratório.

And then label them, to put color in them

E depois marcá-las, dar-lhes cor,

in order to be able to track them in the brain.

para conseguirmos segui-las no cérebro.

And the last step was to re-implant them

A última etapa consistiu em reimplantá-las

in the same individual.

no mesmo indivíduo.

We call these

Chamamos-lhes

autologous grafts -- autografts.

enxertos autólogos — auto-enxertos.

So the first question we had,

Portanto, fizemos a primeira pergunta:

"What will happen if we re-implant these cells in a normal brain,

"O que irá acontecer se reimplantarmos estas células num cérebro normal,

and what will happen if we re-implant the same cells

"e o que irá acontecer se reimplantarmos as mesmas células

in a lesioned brain?"

"num cérebro lesionado?"

Thanks to the help of professor Eric Rouiller,

Graças à ajuda do professor Eric Rouiller,

we worked with monkeys.

trabalhámos com macacos.

So in the first-case scenario,

Portanto, no primeiro cenário,

we re-implanted the cells in the normal brain

reimplantámos as células no cérebro normal

and what we saw is that they completely disappeared after a few weeks,

e vimos que elas desapareceram completamente passadas umas semanas,

as if they were taken from the brain,

como se tivessem sido retiradas do cérebro,

they go back home,

regressassem a casa,

the space is already busy,

o espaço já está ocupado,

they are not needed there, so they disappear.

não são necessárias, desaparecem.

In the second-case scenario,

No segundo cenário,

we performed the lesion,

fizemos a lesão,

we re-implanted exactly the same cells,

reimplantámos exactamente as mesmas células,

and in this case, the cells remained --

e, neste caso, as células permaneceram

and they became mature neurons.

e transformaram-se em neurónios maduros.

And that's the image of what we could observe under the microscope.

Esta é a imagem do que pudemos observar ao microscópio.

Those are the cells that were re-implanted.

Estas são as células que foram reimplantadas.

And the proof they carry,

E a prova que elas transportam,

these little spots, those are the cells that we've labeled

estes pontinhos, são as células que marcámos in vitro,

in vitro, when they were in culture.

quando estavam em cultura.

But we could not stop here, of course.

Mas não podíamos parar aqui, é claro.

Do these cells also help a monkey to recover after a lesion?

Estas células também ajudarão um macaco a recuperar após uma lesão?

So for that, we trained monkeys to perform a manual dexterity task.

Então, para isso, treinámos os macacos para uma tarefa com destreza manual.

They had to retrieve food pellets from a tray.

Tinham de ir buscar pastilhas de comida a uma bandeja.

They were very good at it.

Faziam isso muito bem.

And when they had reached a plateau of performance,

Quando atingiram um desempenho máximo,

we did a lesion in the motor cortex corresponding to the hand motion.

fizemos uma lesão no córtex motor correspondente ao movimento da mão.

So the monkeys were plegic,

Assim, os macacos ficaram plégicos,

they could not move their hand anymore.

já não conseguiam mexer as mãos.

And exactly the same as humans would do,

Exactamente da mesma forma que as pessoas,

they spontaneously recovered to a certain extent,

recuperaram espontaneamente até certo ponto,

exactly the same as after a stroke.

exactamente como depois de um AVC.

Patients are completely plegic,

Doentes que estão completamente plégicos,

and then they try to recover due to a brain plasticity mechanism,

e depois tentam recuperar devido a um mecanismo de plasticidade cerebral,

they recover to a certain extent,

recuperam até certo ponto.

exactly the same for the monkey.

Foi exactamente o mesmo para o macaco.

So when we were sure that the monkey had reached his plateau

Então, quando tínhamos a certeza de que o macaco tinha atingido o máximo

of spontaneous recovery,

da recuperação espontânea,

we implanted his own cells.

implantámos-lhe as suas próprias células.

So on the left side, you see the monkey that has spontaneously recovered.

Do lado esquerdo, vêem o macaco que recuperou espontaneamente.

He's at about 40 to 50 percent of his previous performance

Tem 40 a 50 por cento do seu desempenho anterior,

before the lesion.

antes da lesão.

He's not so accurate, not so quick.

Não é tão exacto, nem tão rápido.

And look now when we re-implant the cells:

Vejam agora, quando reimplantamos as células:

Two months after re-implantation, the same individual.

dois meses após a reimplantação, o mesmo indivíduo.

(Applause)

(Aplausos)

It was also very exciting results for us, I tell you.

Posso dizer-vos que, para nós, foram resultados muito entusiasmantes.

Since that time, we've understood much more about these cells.

Desde essa altura, compreendemos muito mais sobre estas células.

We know that we can cryopreserve them,

Sabemos que podemos criopreservá-las,

we can use them later on.

podemos usá-las mais tarde.

We know that we can apply them in other neuropathological models,

Sabemos que podemos aplicá-las noutros modelos neuropatológicos,

like Parkinson's disease, for example.

como a doença de Parkinson, por exemplo.

But our dream is still to implant them in humans.

Mas o nosso sonho continua a ser implantá-las no ser humano.

And I really hope that I'll be able to show you soon

Espero realmente poder mostrar-vos em breve

that the human brain is giving us the tools to repair itself.

que o cérebro humano nos dá instrumentos para se reparar a si próprio.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)

Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing,

Bruno Giussani: Jocelyne, isto é extraordinário.

and I'm sure that right now, there are several dozen people in the audience,

De certeza que neste momento há dúzias de pessoas no público,

talvez até a maioria, que estão a pensar:

possibly even a majority,

who are thinking, "I know somebody who can use this."

"Sei de uma pessoa que podia beneficiar disto".

I do, in any case.

Eu pelo menos conheço uma.

And of course the question is,

E é claro que a pergunta é:

what are the biggest obstacles

"Quais são os maiores obstáculos

before you can go into human clinical trials?

"antes de se poderem começar ensaios clínicos no ser humano?"

Jocelyne Bloch: The biggest obstacles are regulations. (Laughs)

Jocelyne Bloch: Os maiores obstáculos são as regulamentações.

(Risos)

So, from these exciting results, you need to fill out

Portanto, a partir destes resultados entusiasmantes, precisamos de preencher

about two kilograms of papers and forms

cerca de dois quilos de papéis e impressos

to be able to go through these kind of trials.

para podermos avançar para esse tipo de ensaios.

BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.

BG: O que se compreende, visto que o cérebro é delicado, etc.

JB: Yes, it is, but it takes a long time

JB: Sim, é, mas leva muito tempo

and a lot of patience and almost a professional team to do it, you know?

e é preciso muita paciência e quase uma equipa profissional para isto, sabe?

BG: If you project yourself --

BG: Se se projetar...

having done the research

depois de feita a investigação

and having tried to get permission to start the trials,

e depois de tentar obter autorização para começar os testes,

if you project yourself out in time,

se se projetar no tempo,

how many years before somebody gets into a hospital

serão quantos anos até que uma pessoa vá ao hospital

and this therapy is available?

e tenha disponível esta terapia ?

JB: So, it's very difficult to say.

JB: Bom, é muito difícil dizer.

It depends, first, on the approval of the trial.

Depende, primeiro, da aprovação do teste.

Will the regulation allow us to do it soon?

A regulamentação irá permitir-nos realizá-lo em breve?

And then, you have to perform this kind of study

E depois, temos de fazer este tipo de estudo

in a small group of patients.

num pequeno grupo de doentes.

So it takes, already, a long time to select the patients,

Portanto já leva muito tempo a seleccionar os doentes,

do the treatment

a fazer o tratamento

and evaluate if it's useful to do this kind of treatment.

e a avaliar se é útil fazer este tipo de tratamento.

And then you have to deploy this to a multicentric trial.

Depois temos de passar isto para um teste multicêntrico.

You have to really prove first that it's useful

Temos de realmente provar primeiro que é útil

before offering this treatment up for everybody.

antes de oferecer este tratamento a toda a gente.

BG: And safe, of course. JB: Of course.

BG: E seguro, é claro. JB: É claro.

BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this.

BG: Jocelyne, obrigado por vir ao TED partilhar isto.

BG: Thank you.

BG: Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)