Could we treat spinal cord injuries with asparagus? | Andrew Pelling

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Carolina Fidalgo

So I'm here today surrounded by all these fruits and vegetables,

Aqui estou eu hoje, rodeado por todos estes frutos e vegetais,

because these are the subjects of my experiments.

porque eles são os sujeitos das minhas experiências.

Now, bear with me for just a second,

Acompanhem-me por instantes.

but about a decade ago

Há cerca de 10 anos,

my team started to rethink how we make materials

a minha equipa começou a investigar como fazemos materiais

for reconstructing damaged or diseased human tissues,

para reconstruir tecidos humanos danificados ou doentes

and we made the totally unexpected discovery

e fizemos uma descoberta totalmente inesperada

that plants could be used for this purpose.

de que podíamos usar plantas para esse fim.

In fact, we invented a way to take these plants

Com efeito, inventámos uma forma de agarrar nestas plantas,

and strip them of all their DNA and their cells,

retirar-lhes o ADN e as células,

leaving behind natural fibers.

deixando apenas as fibras naturais.

And these fibers could then be used as a scaffold

Essas fibras podem ser usadas como estruturas de suporte

for reconstructing living tissue.

para reconstrução de tecido vivo.

Now I know this is a little weird,

Eu sei que isto é um pouco estranho

but in our very first proof-of-concept experiment,

mas na nossa primeira experiência para validar o conceito,

we took an apple,

usámos uma maçã,

carved it into the shape of a human ear,

esculpimos nela a forma duma orelha humana

and then we took that ear-shaped scaffold,

e depois agarrámos nessa estrutura com a forma duma orelha,

sterilized it, processed it

esterilizámo-la, processámo-la,

and coaxed human cells to grow inside of it.

e pusemos células humanas a crescerem dentro dela.

We then took the next step and implanted it,

Depois passámos à fase seguinte e implantámo-la

and we were able to demonstrate

e conseguimos demonstrar

that the scaffolds stimulated the formation of blood vessels,

que as estruturas estimulavam a formação de vasos sanguíneos,

allowing the heart to keep them alive.

permitindo que o coração as mantivesse vivas.

So not too long after these discoveries were taking place,

Pouco tempo depois destas descobertas,

I was at home cooking asparagus for dinner,

eu estava em casa a cozinhar espargos para o jantar,

and after cutting the ends off,

e, depois de lhes cortar as pontas,

I was noticing that the stalks were full of these microchanneled vascular bundles.

reparei que os talos estavam cheios desses feixes vasculares com microcanais.

And it really reminded me

Isso fez-me lembrar

of a whole body of bioengineering effort aimed at treating spinal cord injury.

toda uma tentativa de bioengenharia para tratar lesões na medula espinal.

Up to half a million people per year suffer from this type of injury,

Cerca de meio milhão de pessoas por ano, sofrem deste tipo de lesão,

and the symptoms can range from pain and numbness

e os sintomas variam da dor à insensibilidade

to devastating traumas

a traumas violentos

that lead to a complete loss of motor function and independence.

que levam a uma total perda da função motora e da independência.

And in these forms of paralysis,

Para estas formas de paralisia,

there's no accepted treatment strategy,

não há uma estratégia de tratamento conhecida.

but one possible solution

Mas uma solução possível

might be the use of a scaffold that has microchannels

poderá ser o uso duma estrutura que tenha microcanais

which may guide regenerating neurons.

que possa guiar os neurónios de regeneração.

So, could we use the asparagus and its vascular bundles

Será que podemos usar os espargos e os seus feixes vasculares

to repair a spinal cord?

para reparar a medula espinal?

This is a really dumb idea.

É uma ideia bastante estúpida.

First of all, humans aren't plants.

Primeiro, os seres humanos não são plantas.

Our cells have not evolved to grow on plant polymers,

As nossas células não evoluíram

para crescer com base nos polímeros das plantas

and plant tissues have no business being found in your spinal cord.

e os tecidos das plantas não têm as funções da nossa medula espinal.

And secondly,

Em segundo lugar,

ideally these types of scaffolds should disappear over time,

idealmente, estes tipos de estruturas devem desaparecer com o tempo,

leaving behind natural, healthy tissue.

deixando apenas o tecido natural e saudável.

But plant-based scaffolds don't do that,

Mas as estruturas com base nas plantas não fazem isso,

because we lack the enzymes to break them down.

porque lhes faltam as enzimas para as decomporem.

Funnily enough,

Mas, curiosamente,

these properties were exactly why we were having so much success.

eram exatamente estas propriedades que causavam todo o êxito que tínhamos.

Over the course of many experiments,

Ao longo de muitas experiências,

we were able to demonstrate

pudemos demonstrar

that the inertness of plant tissue is exactly why it's so biocompatible.

que é exatamente por causa da inércia do tecido vegetal que é biocompatível.

In a way, the body almost doesn't even see it,

De certa forma, o corpo quase nem o vê,

but regenerating cells benefit from its shape and stability.

mas a regeneração das células beneficia da forma e da estabilidade.

Now this is all well and good,

Isto é tudo muito bom e bonito

but I constantly felt this weight of doubt

mas sentia sempre o peso da dúvida

when it came to thinking about spinal cords.

quando pensava na medula espinal.

So many scientists were using materials from traditional sources,

Muitos cientistas estão a usar materiais de fontes tradicionais,

like synthetic polymers and animal products --

como polímeros sintéticos e produtos animais

even human cadavers.

— mesmo cadáveres humanos.

I felt like a complete outsider

Sinto-me como um total estranho

with no real right to work on such a hard problem.

sem direito a trabalhar num problema tão bicudo.

But because of this doubt,

Mas, por causa desta dúvida,

I surrounded myself with neurosurgeons and clinicians,

rodeei-me de neurocirurgiões e de clínicos,

biochemists and bioengineers,

de bioquímicos e bioengenheiros

and we started to plan experiments.

e começámos a planear experiências.

The basic idea is that we would take an animal,

A ideia básica é que agarramos num animal.

anesthetize it,

anestesiamo-lo,

expose its spinal cord

expomos a medula espinal dele

and sever it in the thoracic region,

e cortamo-la na região torácica,

rendering the animal a paraplegic.

tornando o animal paraplégico.

We would then implant an asparagus scaffold

Depois, implantamos uma estrutura de espargos

between the severed ends of the spinal cord

entre as extremidades cortadas da espinal medula

to act as a bridge.

para funcionar como ponte.

Now this is crucially important.

Agora, isto é extremamente importante.

We're only using asparagus.

Estamos a usar apenas os espargos.

We're not adding stem cells or electrical stimulation

Não estamos a adicionar células estaminais nem estimulação elétrica

or exoskeletons

nem exosqueletos, nem terapia física,

or physical therapy

or pharmaceuticals.

nem medicamentos.

We're simply investigating

Estamos apenas a investigar

if the microchannels in the scaffold alone

se os microcanais da estrutura, só por si,

are enough to guide the regeneration of neurons.

são suficientes para guiar a regeneração dos neurónios.

And here are the main results.

Estes são os principais resultados.

In this video, you can see an animal about eight weeks after being paralyzed.

Neste vídeo, vemos um animal oito semanas depois de ficar paralisado.

Vemos que não consegue mover as patas traseiras,

You can see she can't move her back legs,

and she can't lift herself up.

e não consegue pôr-se de pé.

Now I know how difficult this video is to watch.

Eu sei como é difícil assistir a este vídeo.

My team struggled every day with these types of experiments,

A minha equipa sofreu todos os dias com este tipo de experiências

and we constantly asked ourselves why we were doing this ...

e interrogávamo-nos constantemente porque é que estávamos a fazer isto...

until we started to observe something extraordinary.

até que começámos a observar uma coisa extraordinária.

This is an animal that received an implant.

Este é um animal que recebeu um implante.

Now she's not walking perfectly,

Não consegue andar perfeitamente,

but she's moving those back legs

mas está a mover as patas traseiras

and she's even starting to lift herself up.

e até está a começar a levantar-se sozinho.

And on a treadmill,

Numa passadeira mecânica

you can see those legs moving in a coordinated fashion.

vemos que as patas se movem duma forma coordenada.

These are crucial signs of recovery.

Estes são sinais importantes de recuperação.

Now we still have a lot of work to do,

Ainda temos muito trabalho a fazer,

and there are a lot of questions to answer,

e há muitas perguntas a responder,

but this is the first time anyone has shown

mas é a primeira vez que alguém mostrou

that plant tissues can be used to repair such a complex injury.

que os tecidos vegetais podem ser usados para reparar uma lesão tão complexa.

Even so, we've been sitting on this data for over five years.

Mesmo assim, estamos a obter estes dados há mais de cinco anos.

Doubt drove us to repeat these experiments again and again,

A dúvida levou-nos a repetir estas experiências vezes sem conta,

to the point of almost bankrupting my lab.

ao ponto de o meu laboratório quase ir à falência.

But I kept pushing,

Mas eu continuei a insistir

because I knew these results could be the start of something extraordinary.

porque sabia que estes resultados

podem ser o início duma coisa extraordinária.

And what's just as exciting

O que é igualmente entusiasmante

is that my company is now translating these discoveries into the clinic --

é que a minha empresa já está a traduzir estas descobertas para a clínica,

into the real world.

para o mundo real.

This technology has just been designated a breakthrough medical device by the FDA.

A FDA considerou esta tecnologia uma ferramenta médica revolucionária.

And this designation means

E esta designação significa

that right now we're in the midst of planning human clinical trials

que neste momento estamos a meio de planear testes clínicos humanos

set to begin in about two years.

para começarem dentro de dois anos.

So I'd like to show you a prototype

Agora, gostava de vos mostrar um protótipo

of one of our state-of-the-art spinal cord implants.

de um dos implantes de medula espinal de última geração.

It's still made from asparagus

Continua a ser feito a partir dos espargos

and contains all of those microchannels.

e contém todos aqueles microcanais.

And you can see that it moves and bends

Podem ver que é muito flexível

and has the same feel as human tissue.

e parece mesmo tecido humano.

And you know,

Sabem, penso que a real inovação é que conseguimos conceber

I think the real innovation is that we're now able to design

or program the architecture and structure of plant tissues in such a way

ou programar a arquitetura e a estrutura de tecidos vegetais

de tal forma que eles podem orientar o crescimento das células

that they could direct cell growth to address an unmet medical need.

para satisfazerem um problema médico sem solução.

As scientists,

Enquanto cientistas,

we spend our lives living on a knife's edge.

passamos a vida a viver no fio da navalha.

On the one hand,

Por um lado, a nossa tarefa é alargar os horizontes

it's our job to fundamentally broaden the horizons

do conhecimento humano

of human knowledge,

but at the same time, we're trained to doubt --

mas, ao mesmo tempo, somos treinados para duvidar,

to doubt our data, to doubt our experiments,

para duvidar dos nossos dados, para duvidar das nossas experiências,

to doubt our own conclusions.

para duvidar das nossas conclusões.

We spend our lives crushed under the weight

Passamos a vida esmagados sob o peso

of constant, unrelenting, never-ending anxiety, uncertainty and self-doubt.

da ansiedade, da incerteza e da dúvida incessantes e sempiternas.

And this is something I really struggle with.

É uma coisa com que eu me debato.

But I think almost every scientist can tell you

Mas penso que quase todos os cientistas poderão falar

about the time they ignored those doubts

da altura em que ignoraram essas dúvidas

and did the experiment that would never work.

e repetiram a experiência que nunca funcionava.

And the thing is, every now and then,

O que acontece é que, de vez em quando,

one of those experiments works out.

uma dessas experiências funciona.

The challenge we face is that while doubt can be destructive

O desafio que enfrentamos

é que, enquanto a dúvida pode ser destrutiva

to your mental health,

para a nossa saúde mental,

it's also the reason why scientific rigor is such a potent tool for discovery.

o rigor científico

é uma ferramenta potente para a descoberta.

It forces us to ask the difficult questions

Força-nos a fazer as perguntas difíceis

and repeat experiments.

e a repetir as experiências.

Nothing about that is easy.

Nada disto é fácil.

And often it becomes our responsibility

E muitas vezes torna-se nossa responsabilidade

to bear the burden of the hard and sometimes heart-wrenching experiment.

suportar o peso da experiência difícil e por vezes desanimadora.

This ultimately leads to the creation of new knowledge,

Isso acaba por nos levar à criação de novos conhecimentos

and in some really rare cases,

e, em casos realmente raros,

the type of innovation that just might change a person's life.

ao tipo de inovação que pode mudar a vida duma pessoa.

Thank you.

Obrigado.