Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Tradutor: Rita Cruz Revisora: Debora Policarpo

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

Gostaria de vos mostrar um vídeo

I work with.

de alguns modelos com que trabalho.

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

Têm todos o tamanho perfeito e nenhuma gordura.

Did I mention they're gorgeous?

Já vos disse que são lindos?

And they're scientific models? (Laughs)

E que são modelos científicos?

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

(Risos)

Como já calcularam, sou uma engenheira de tecidos

and this is a video of some of the beating heart

e este é um vídeo de um coração a bater

that I've engineered in the lab.

que criei em laboratório.

And one day we hope that these tissues

Esperamos que um dia estes tecidos

can serve as replacement parts for the human body.

possam substituir partes do corpo humano.

But what I'm going to tell you about today

Mas do que vos vou falar hoje

is how these tissues make awesome models.

é de como estes tecidos podem ser modelos incríveis.

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

Vamos pensar no processo de rastreio de medicamentos.

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

Primeiro a formulação do medicamento, testes em animais,

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

depois os chamados testes em humanos,

before the drugs get to market.

antes de os medicamentos entrarem no mercado.

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

Custa muito dinheiro, muito tempo

and sometimes, even when a drug hits the market,

e, por vezes, mesmo quando o medicamento chega ao mercado,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

atua de uma forma imprevisível e prejudica as pessoas.

And the later it fails, the worse the consequences.

Quanto mais tarde falhar, pior serão as consequências.

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

Tudo se resume a duas questões: Uma, os seres humanos não são ratos

and two, despite our incredible similarities to one another,

e a segunda, apesar das nossas incríveis semelhanças,

actually those tiny differences between you and I

as pequenas diferenças entre nós

have huge impacts with how we metabolize drugs

têm um grande impacto na forma como metabolizamos os medicamentos

and how those drugs affect us.

e em como estes nos afetam.

So what if we had better models in the lab

E se tivéssemos melhores modelos no laboratório

that could not only mimic us better than rats

que pudessem não só representar-nos melhor do que os ratos

but also reflect our diversity?

mas também refletir a nossa diversidade?

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

Vejamos como podemos fazê-lo através da engenharia de tecidos.

One of the key technologies that's really important

Uma das tecnologias-chave que é realmente importante

is what's called induced pluripotent stem cells.

é o que se chama de células estaminais pluripotentes induzidas.

They were developed in Japan pretty recently.

Foram desenvolvidas no Japão muito recentemente.

Okay, induced pluripotent stem cells.

As células estaminais pluripotentes induzidas

They're a lot like embryonic stem cells

assemelham-se bastante às células estaminais embrionárias

except without the controversy.

exceto sem controversas.

We induce cells, okay, say, skin cells,

Nós induzimos células, digamos, células da pele,

by adding a few genes to them, culturing them,

ao adicionarmos-lhes alguns genes, mantendo-as em cultura

and then harvesting them.

e depois recolhendo-as.

So they're skin cells that can be tricked,

São células da pele que podem ser "enganadas"

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

até um estado embrionário, como se fosse uma amnésia celular.

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

Não haver controvérsia, é a primeira vantagem.

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

A segunda é que se pode desenvolver qualquer tipo de tecido a partir delas

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

— cérebro, coração, fígado —

but out of your cells.

mas a partir das vossas próprias células.

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

Ou seja, podemos desenvolver um modelo

do vosso coração, do vosso cérebro, num chip.

on a chip.

Generating tissues of predictable density and behavior

Gerar tecidos de densidade e comportamento previsíveis

is the second piece, and will be really key towards

é a segunda parte, e será fundamental

getting these models to be adopted for drug discovery.

para que estes modelos sejam adotados para a descoberta de medicamentos.

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

Este é o esquema de um reator biológico que estamos a desenvolver em laboratório

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

para ajudar os engenheiros de tecidos de modo mais modular e progressiva.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

No futuro, imaginem uma versão paralela maciça disto

with thousands of pieces of human tissue.

com milhares de diferentes tecidos humanos.

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

Seria como ter um ensaio clínico num chip.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Outra coisa sobre estas células estaminais pluripotentes induzidas

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

é que, se retirarmos algumas células da pele,

from people with a genetic disease

digamos, de pessoas com uma doença genética

and we engineer tissues out of them,

e se desenvolvermos tecidos a partir delas,

we can actually use tissue-engineering techniques

poderemos usar técnicas de engenharia de tecidos

to generate models of those diseases in the lab.

para gerar modelos dessas doenças em laboratório.

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

Aqui está um exemplo do laboratório de Kevin Eggan, em Harvard.

He generated neurons

Ele desenvolveu neurónios

from these induced pluripotent stem cells

a partir de células estaminais pluripotentes induzidas

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

de pacientes com a doença de Lou Gehrig,

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

diferenciou-as em neurónios, e o que é maravilhoso

is that these neurons also show symptoms of the disease.

é que esses neurónios também mostram sintomas da doença.

So with disease models like these, we can fight back

Portanto, com modelos de doenças como estes,

faster than ever before and understand the disease better

poderemos dar uma resposta mais rápida do que nunca,

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

compreender melhor a doença

e, talvez, descobrir medicamentos ainda mais rapidamente.

This is another example of patient-specific stem cells

Este é outro exemplo de células estaminais de doentes específicos

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

que foram desenvolvidas a partir de uma pessoa com retinite pigmentosa.

This is a degeneration of the retina.

É uma degeneração da retina.

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

É uma doença presente na minha família

e esperamos que células como estas possam ajudar-nos a encontrar a cura.

that cells like these will help us find a cure.

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

Algumas pessoas pensam que estes modelos soam muito bem

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

mas perguntam: "Será que são tão boas como o rato?"

The rat is an entire organism, after all,

Afinal, o rato é um organismo completo,

with interacting networks of organs.

com redes de interações dos órgãos.

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

Um medicamento para o coração pode ser metabolizado no fígado

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

e alguns dos subprodutos poderão ser armazenados no tecido adiposo.

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

Não está tudo isso em falta com estes modelos da engenharia de tecidos?

Well, this is another trend in the field.

Esta é outra tendência na área.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Ao combinar técnicas de engenharia de tecidos com os microfluidos,

the field is actually evolving towards just that,

a área está a evoluir para isso,

a model of the entire ecosystem of the body,

para um modelo do ecossistema completo do corpo,

complete with multiple organ systems to be able to test

completo com sistemas de múltiplos órgãos,

how a drug you might take for your blood pressure

para testar como um medicamento para a tensão pode afetar o fígado

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

ou como um um antidepressivo pode afetar o coração.

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

Estes sistemas são difíceis de desenvolver, mas estamos a começar a lá chegar.

and so, watch out.

Portanto, fiquem atentos!

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

Quando um medicamento é aprovado,

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

as técnicas de engenharia de tecidos podem ajudar-nos

a desenvolver tratamentos mais personalizados.

This is an example that you might care about someday,

Este é um exemplo com que poderão um dia vir a preocupar-se,

and I hope you never do,

embora espere que nunca o façam.

because imagine if you ever get that call

Imaginem se um dia recebem aquele telefonema

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

que traz a má notícia de que talvez tenham cancro.

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

Não prefeririam testar se os medicamentos para o cancro que vão tomar,

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

vão ser eficazes no vosso cancro?

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

Este é um exemplo do laboratório de Karen Burg,

using inkjet technologies to print breast cancer cells

onde estão a utilizar tecnologias de impressoras

and study its progressions and treatments.

para imprimir células de cancro da mama

e estudar a sua progressão e tratamentos.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

Os nossos colegas em Tufts estão a combinar modelos como este

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

com ossos da engenharia de tecidos para ver como o cancro passa

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

de uma parte do corpo para outra.

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

Podemos imaginar que aqueles chips de multitecidos

to be the next generation of these kinds of studies.

vão ser a próxima geração deste tipo de estudos.

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

Pensando nos modelos de que acabámos de falar,

you can see, going forward, that tissue engineering

percebemos que, no futuro, a engenharia de tecidos

is actually poised to help revolutionize drug screening

irá revolucionar o desenvolvimento de medicamentos

at every single step of the path:

em cada etapa do processo:

modelos de doenças a contribuir para melhores formulações dos medicamentos,

disease models making for better drug formulations,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

modelos de tecidos humanos em grande escala

a revolucionar os testes laboratoriais,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

redução da experimentação animal e dos ensaios clínicos em humanos,

and individualized therapies that disrupt

e terapias individualizadas que podem mudar

what we even consider to be a market at all.

o que nós consideramos hoje ser um mercado.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

Estamos a acelerar drasticamente o feedback

between developing a molecule and learning about

entre desenvolver uma molécula

how it acts in the human body.

e perceber como é que ela atua no corpo humano.

Our process for doing this is essentially transforming

O nosso processo é transformar

biotechnology and pharmacology into an information technology,

a biotecnologia e a farmacologia numa tecnologia de informação,

helping us discover and evaluate drugs faster,

ajudando-nos a descobrir e a avaliar medicamentos

more cheaply and more effectively.

de uma forma mais rápida, mais barata e mais eficaz.

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

Isto dá um novo significado aos modelo contra a experimentação animal, não é?

Thank you. (Applause)

Obrigada.

(Aplausos)