Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?

Нина Тендон: Тканевая инженерия = индивидуализированная медицина?

Translator: Joseph Geni Reviewer: Morton Bast

Переводчик: Irina Zhandarova Редактор: Olga Dmitrochenkova

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

Я хотела бы показать вам видеозапись некоторых моделей,

I work with.

с которыми я работаю.

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

Они все идеального размера и не имеют ни грамма жира.

Did I mention they're gorgeous?

Я уже сказала, что они великолепны?

And they're scientific models? (Laughs)

И что это научные модели? (Смех)

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

Как вы, наверное, догадались, я тканевый инженер,

and this is a video of some of the beating heart

и это видеозапись биений ткани сердца,

that I've engineered in the lab.

созданной мною в лаборатории.

And one day we hope that these tissues

Мы надеемся, что однажды такие ткани

can serve as replacement parts for the human body.

смогут служить в качестве запасных частей для человеческого организма.

But what I'm going to tell you about today

А сегодня я расскажу вам о том,

is how these tissues make awesome models.

как из этих тканей получаются фантастические модели.

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

Возьмём, например, процесс тестирования лекарств.

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

Он включает разработку лекарства, тестирование в лаборатории, испытание на животных

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

и, наконец, клинические исследования, или испытания с участием людей,

before the drugs get to market.

прежде чем лекарство выходит на рынок.

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

Это долго и дорого,

and sometimes, even when a drug hits the market,

а иногда уже после того, как лекарство выпущено на рынок,

it acts in an unpredictable way and actually hurts people.

у него выявляются непредвиденные эффекты, и оказывается, что оно причиняет вред.

And the later it fails, the worse the consequences.

Причём чем позже это выясняется, тем хуже последствия.

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

Всё это сводится к двум аспектам. Во-первых, люди очень отличаются от крыс,

and two, despite our incredible similarities to one another,

а во-вторых, несмотря на невероятное сходство людей друг с другом,

actually those tiny differences between you and I

имеющиеся между нами небольшие различия

have huge impacts with how we metabolize drugs

очень сильно влияют на то, как мы усваиваем лекарства,

and how those drugs affect us.

и какое действие они на нас оказывают.

So what if we had better models in the lab

Было бы здорово иметь лабораторные модели,

that could not only mimic us better than rats

похожие на нас больше, чем крысы,

but also reflect our diversity?

и в то же время отражающие наши различия.

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

Давайте посмотрим, как нам в этом может помочь тканевая инженерия.

One of the key technologies that's really important

Одна из ключевых используемых здесь технологий, действительно важных —

is what's called induced pluripotent stem cells.

это индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

They were developed in Japan pretty recently.

Они были разработаны в Японии довольно недавно.

Okay, induced pluripotent stem cells.

Итак, индуцированные плюрипотентные стволовые клетки.

They're a lot like embryonic stem cells

Они во многом похожи на эмбриональные стволовые клетки,

except without the controversy.

но не являются объектом полемики.

We induce cells, okay, say, skin cells,

Мы индуцируем клетки, скажем, клетки кожи,

by adding a few genes to them, culturing them,

введя в них несколько генов, культивируем их

and then harvesting them.

и затем собираем.

So they're skin cells that can be tricked,

Эти клетки кожи можно обмануть и ввести в эмбриональное состояние,

kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.

что-то вроде потери клеточной памяти.

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

Во-первых, с такими клетками нет этических проблем.

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

Во-вторых, из них можно вырастить любые ткани:

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

ткань головного мозга, сердца, печени. Понимаете?

but out of your cells.

Всё это из одних и тех же клеток.

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

Так что можно сделать модель сердца или мозга конкретного человека

on a chip.

на чипе.

Generating tissues of predictable density and behavior

Сейчас мы работаем над созданием тканей с прогнозируемой плотностью и поведением,

is the second piece, and will be really key towards

что позволит использовать их

getting these models to be adopted for drug discovery.

для тестирования лекарств.

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

А это схема биореактора, разрабатываемого в нашей лаборатории для того,

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

чтобы при создании тканей иметь большую гибкость.

Going forward, imagine a massively parallel version of this

Представьте аналогичную версию в широком масштабе,

with thousands of pieces of human tissue.

с тысячами образцов человеческих тканей.

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

Это будет подобно проведению клинических исследований на чипе.

But another thing about these induced pluripotent stem cells

Ещё один момент, связанный с индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками:

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

если взять, например, клетки кожи

from people with a genetic disease

у людей с наследственным заболеванием

and we engineer tissues out of them,

и создать из них ткани,

we can actually use tissue-engineering techniques

то можно использовать технологии тканевой инженерии

to generate models of those diseases in the lab.

для создания моделей этих заболеваний в лаборатории.

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

Вот пример из лаборатории Кевина Эггана в Гарварде.

He generated neurons

Он создал нейроны

from these induced pluripotent stem cells

из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток,

from patients who have Lou Gehrig's Disease,

взятых у пациентов с боковым амиотрофическим склерозом,

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

и затем разделил их на нейроны; удивительно,

is that these neurons also show symptoms of the disease.

что эти нейроны также проявляли симптомы болезни.

So with disease models like these, we can fight back

Так что с такими моделями мы можем бороться с болезнями

faster than ever before and understand the disease better

быстрее и понимать их лучше, чем когда-либо раньше,

than ever before, and maybe discover drugs even faster.

и, возможно, быстрее находить от них лекарства.

This is another example of patient-specific stem cells

Вот ещё пример стволовых клеток,

that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.

созданных из клеток пациента, страдающего пигментным ретинитом —

This is a degeneration of the retina.

дегенерацией сетчатки.

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

Эта болезнь наследуется в моей семье, и мы очень надеемся,

that cells like these will help us find a cure.

что подобные клетки помогут найти лекарство.

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

Итак, эти модели прекрасно работают,

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

но действительно ли они не хуже крыс?

The rat is an entire organism, after all,

Ведь крыса — это целый организм

with interacting networks of organs.

со взаимодействующими органами.

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

Лекарство для сердца может метаболизироваться в печени,

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

а продукты его обмена храниться в жировой ткани.

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

Не упускаем ли мы всё это с тканеинженерными моделями?

Well, this is another trend in the field.

На самом деле, в данной области есть ещё одна тенденция.

By combining tissue engineering techniques with microfluidics,

Объединяя технологии тканевой инженерии с микрофлюидикой,

the field is actually evolving towards just that,

она развивается в направлении

a model of the entire ecosystem of the body,

создания модели целого организма

complete with multiple organ systems to be able to test

со множественными системами органов, чтобы можно было проверить,

how a drug you might take for your blood pressure

как лекарство от повышенного артериального давления

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

действует на печень, или как антидепрессанты влияют на сердце.

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

Такие системы очень трудно создать, но мы только начинаем их разрабатывать,

and so, watch out.

так что следите за новостями.

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

Но и это ещё не всё, потому что после того, как лекарство одобрено,

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

тканевая инженерия может реально помочь в разработке индивидуализированного лечения.

This is an example that you might care about someday,

Приведу пример, который может случиться с каждым,

and I hope you never do,

но надеюсь, что с вами этого никогда не произойдёт.

because imagine if you ever get that call

Представьте, что человеку сообщают

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

ужасную новость: у него рак.

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

В таком случае лучше сначала смоделировать, как будут работать лекарства от рака

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

у этого конкретного человека, прежде чем принимать их.

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

Это пример из лаборатории Кэрен Бёрг,

using inkjet technologies to print breast cancer cells

где используются струйные технологии для биопечати клеток рака молочной железы,

and study its progressions and treatments.

изучения его прогрессирования и лечения.

And some of our colleagues at Tufts are mixing models

А наши коллеги из университета Тафтса

like these with tissue-engineered bone to see how cancer

сочетают такие модели с тканеинженерными костями для изучения того,

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

как рак распространяется по организму.

and you can imagine those kinds of multi-tissue chips

Подобные мультитканевые чипы

to be the next generation of these kinds of studies.

будут следующим этапом таких исследований.

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

Представив модели, которые мы только что обсуждали,

you can see, going forward, that tissue engineering

понятно, что в будущем тканевая инженерия

is actually poised to help revolutionize drug screening

позволит полностью изменить процесс тестирования лекарств

at every single step of the path:

на каждом его этапе:

disease models making for better drug formulations,

создание моделей болезней для быстрого подбора состава лекарств,

massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,

широкое использование моделей человеческих тканей для тестирования в лаборатории,

reduce animal testing and human testing in clinical trials,

уменьшение испытаний на животных и клинических исследований с участием человека,

and individualized therapies that disrupt

в также индивидуализированное лечение

what we even consider to be a market at all.

коренным образом изменят рынок лекарств.

Essentially, we're dramatically speeding up that feedback

По сути дела мы сильно ускоряем обратную связь

between developing a molecule and learning about

между созданием нового соединения

how it acts in the human body.

и пониманием того, как оно действует на человеческий организм.

Our process for doing this is essentially transforming

И этот процесс фактически преобразует

biotechnology and pharmacology into an information technology,

биотехнологию и фармакологию в информационную технологию,

helping us discover and evaluate drugs faster,

помогая нам обнаруживать и оценивать лекарства быстрее,

more cheaply and more effectively.

дешевле и эффективнее.

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

И в этом преимущество тканевых моделей над экспериментами на животных, не правда ли?

Thank you. (Applause)

Спасибо. (Аплодисменты)