Anthony Atala: Growing new organs

337,053 views ・ 2010-01-21

TED


Будь ласка, двічі клацніть на англійські субтитри нижче, щоб відтворити відео.

Перекладач: Anna Latsanitch Утверджено: Sergii Kauk
00:15
This is actually a painting
0
15260
3000
Ця картина
00:18
that hangs at the Countway Library at Harvard Medical School.
1
18260
3000
висить у бібліотеці ім. Каунтвея при Гарвардській медичній школі.
00:21
And it shows the first time an organ was ever transplanted.
2
21260
4000
На ній зображена перша в світі пересадка органа.
00:25
In the front, you see, actually, Joe Murray
3
25260
3000
На передньому плані ви бачите Джо Мюрея,
00:28
getting the patient ready for the transplant,
4
28260
2000
який готує пацієнта до трансплантації,
00:30
while in the back room you see Hartwell Harrison,
5
30260
2000
а на задньому плані Хартуел Харісон,
00:32
the Chief of Urology at Harvard,
6
32260
3000
завідувач відділу урології в Гарварді,
00:35
actually harvesting the kidney.
7
35260
2000
якраз вилучає нирку.
00:37
The kidney was indeed the first organ
8
37260
2000
Нирка – найперший орган,
00:39
ever to be transplanted to the human.
9
39260
2000
який пересадили людині.
00:41
That was back in 1954,
10
41260
3000
Це було в 1954 році.
00:44
55 years ago.
11
44260
2000
55 років тому.
00:46
Yet we're still dealing with a lot of the same challenges
12
46260
3000
І на сьогодні в нас багато тих самих проблем,
00:49
as many decades ago.
13
49260
2000
як і багато десятків років тому.
00:51
Certainly many advances, many lives saved.
14
51260
3000
Звісно, відбувається прогрес, багато життів врятовано.
00:54
But we have a major shortage of organs.
15
54260
4000
Але органів катастрофічно не вистачає.
00:58
In the last decade the number of patients
16
58260
3000
За останні 10 років число пацієнтів, які стоять
01:01
waiting for a transplant has doubled.
17
61260
3000
на черзі до пересадки, збільшилося вдвічі.
01:04
While, at the same time, the actual number of transplants
18
64260
2000
Водночас кількість виконаних пересадок
01:06
has remained almost entirely flat.
19
66260
3000
фактично не змінилась.
01:09
That really has to do with our aging population.
20
69260
2000
Це пов'язано зі старінням населення.
01:11
We're just getting older.
21
71260
2000
Ми просто стали довше жити.
01:13
Medicine is doing a better job
22
73260
3000
Медицина вдосконалюється,
01:16
of keeping us alive.
23
76260
2000
і продовжує наше з вами життя.
01:18
But as we age, our organs tend to fail more.
24
78260
3000
Але з віком наші органи схильні відмовляти.
01:21
So, that's a challenge,
25
81260
2000
Так що це для нас виклик,
01:23
not just for organs but also for tissues.
26
83260
2000
не тільки щодо органів, а й щодо тканин.
01:25
Trying to replace pancreas,
27
85260
3000
Заміна підшлункової,
01:28
trying to replace nerves that can help us with Parkinson's.
28
88260
5000
заміна нервів, які допомагають боротися з Паркінсоном.
01:33
These are major issues.
29
93260
2000
Все це важливі теми.
01:35
This is actually a very stunning statistic.
30
95260
4000
Ось тут дуже цікава статистика.
01:39
Every 30 seconds
31
99260
2000
Що 30 секунд
01:41
a patient dies from diseases
32
101260
3000
пацієнт помирає від хвороби,
01:44
that could be treated with tissue regeneration or replacement.
33
104260
4000
яку можна було б вилікувати за допомогою відновлення чи заміни тканин.
01:48
So, what can we do about it?
34
108260
3000
Чим ми можемо допомогти?
01:51
We've talked about stem cells tonight.
35
111260
2000
Ми сьогодні вже говорили про стовбурові клітини.
01:53
That's a way to do it.
36
113260
2000
Це одна з можливостей.
01:55
But still ways to go to get stem cells into patients,
37
115260
5000
Але ми ще не вміємо переносити стовбурові клітини пацієнтам,
02:00
in terms of actual therapies for organs.
38
120260
3000
в плані справжньої терапії для органів.
02:03
Wouldn't it be great if our bodies could regenerate?
39
123260
3000
Чи не було б прекрасно, якби наш організм міг відновлюватися?
02:06
Wouldn't it be great if we could actually harness the power
40
126260
3000
Чи не було б чудово, якби ми могли використати силу
02:09
of our bodies, to actually heal ourselves?
41
129260
5000
нашого організму з метою лікування?
02:14
It's not really that foreign of a concept, actually;
42
134260
3000
Сама думка не така вже й незвичайна.
02:17
it happens on the Earth every day.
43
137260
4000
Цей процес щодня відбувається на Землі.
02:21
This is actually a picture of a salamander.
44
141260
3000
Це саламандра.
02:24
Salamanders have this amazing capacity to regenerate.
45
144260
4000
Саламандра вміє дивовижним чином регенеруватися.
02:28
You see here a little video.
46
148260
2000
Тут ви бачите невеличке відео.
02:30
This is actually a limb injury in this salamander.
47
150260
4000
Це – травмована кінцівка саламандри.
02:34
And this is actually real photography,
48
154260
2000
Це справжні знімки,
02:36
timed photography, showing how that limb regenerates
49
156260
3000
серійна зйомка показує, як кінцівка відновлюється
02:39
in a period of days.
50
159260
2000
за декілька днів.
02:41
You see the scar form.
51
161260
2000
Утворюється шрам.
02:43
And that scar actually grows out
52
163260
3000
З цього шраму виростає
02:46
a new limb.
53
166260
2000
нова кінцівка.
02:48
So, salamanders can do it.
54
168260
2000
Так от, саламандрам це дано від природи.
02:50
Why can't we? Why can't humans regenerate?
55
170260
3000
Чому це не дано нам? Чому людина не вміє відновлюватися?
02:53
Actually, we can regenerate.
56
173260
4000
В принципі, ми вміємо відновлюватися.
02:57
Your body has many organs
57
177260
4000
В організмі багато органів,
03:01
and every single organ in your body
58
181260
2000
і кожен орган в організмі
03:03
has a cell population
59
183260
2000
має популяцію клітин,
03:05
that's ready to take over at the time of injury. It happens every day.
60
185260
5000
яка готова підключитися в момент виникнення травми. Це відбувається щодня.
03:10
As you age, as you get older.
61
190260
3000
З віком, коли ми старіємо,
03:13
Your bones regenerate every 10 years.
62
193260
3000
кістки відновлюються що 10 років.
03:16
Your skin regenerates every two weeks.
63
196260
3000
Шкіра відновлюється раз на два тижні.
03:19
So, your body is constantly regenerating.
64
199260
2000
Організм постійно відновлюється.
03:21
The challenge occurs when there is an injury.
65
201260
2000
Складність виникає у випадку травми.
03:23
At the time of injury or disease,
66
203260
3000
За наявності травми чи хвороби
03:26
the body's first reaction
67
206260
3000
перша реакція організму –
03:29
is to seal itself off from the rest of the body.
68
209260
3000
відгородитися від решти тіла.
03:32
It basically wants to fight off infection,
69
212260
2000
Він хоче боротися з інфекцією,
03:34
and seal itself, whether it's organs inside your body,
70
214260
4000
та ізолюється; не має значення, чи це органи всередині тіла,
03:38
or your skin, the first reaction
71
218260
3000
чи шкіра, перша реакція – це
03:41
is for scar tissue to move in,
72
221260
2000
утворення шрамової тканини,
03:43
to seal itself off from the outside.
73
223260
4000
задля ізоляції від зовнішніх впливів.
03:47
So, how can we harness that power?
74
227260
2000
Як нам використати цю здатність?
03:49
One of the ways that we do that
75
229260
2000
Одна з можливостей – це
03:51
is actually by using smart biomaterials.
76
231260
5000
використання розумних біоматеріалів.
03:56
How does this work? Well, on the left side here
77
236260
3000
Який тут принцип дії? Ось тут ліворуч
03:59
you see a urethra which was injured.
78
239260
2000
ви бачите пошкоджений сечівник.
04:01
This is the channel that connects the bladder to the outside of the body.
79
241260
4000
Це – канал, через який сеча виводиться з сечового міхура назовні.
04:05
And you see that it is injured.
80
245260
2000
Тут видно пошкодження.
04:07
We basically found out that you can use these smart biomaterials
81
247260
4000
Ми побачили, що можна використовувати ці розумні біоматеріали,
04:11
that you can actually use as a bridge.
82
251260
3000
їх можна використовувати як міст.
04:14
If you build that bridge, and you close off
83
254260
3000
Якщо побудувати такий міст і відгородити його
04:17
from the outside environment,
84
257260
2000
від зовнішнього середовища,
04:19
then you can create that bridge, and cells
85
259260
3000
то можна створити міст, а клітини
04:22
that regenerate in your body,
86
262260
2000
які відновлюються в організмі,
04:24
can then cross that bridge, and take that path.
87
264260
4000
можуть переходити через цей міст і йти цим шляхом.
04:28
That's exactly what you see here.
88
268260
2000
Якраз це ви тут і бачите.
04:30
It's actually a smart biomaterial
89
270260
2000
Цей розумний біоматеріал
04:32
that we used, to actually treat this patient.
90
272260
2000
ми застосували при лікуванні оцього пацієнта.
04:34
This was an injured urethra on the left side.
91
274260
3000
Зліва був пошкоджений сечівник.
04:37
We used that biomaterial in the middle.
92
277260
2000
Ми використали біоматеріал посередині.
04:39
And then, six months later on the right-hand side
93
279260
3000
А через шість місяців, праворуч,
04:42
you see this reengineered urethra.
94
282260
2000
ви бачите відбудований сечівник.
04:44
Turns out your body can regenerate,
95
284260
2000
Виявляється, що організм може відновлюватися,
04:46
but only for small distances.
96
286260
3000
але тільки на маленьких відрізках.
04:49
The maximum efficient distance for regeneration
97
289260
3000
Максимальна ефективна відстань для регенерації
04:52
is only about one centimeter.
98
292260
2000
становить лише десь 1 см.
04:54
So, we can use these smart biomaterials
99
294260
3000
Так що ми можемо застосовувати ці розумні біоматеріали,
04:57
but only for about one centimeter
100
297260
3000
але тільки для 1 см,
05:00
to bridge those gaps.
101
300260
2000
щоб закривати такі розриви.
05:02
So, we do regenerate, but for limited distances.
102
302260
3000
Тобто ми відновлюємо, але на обмеженій відстані.
05:05
What do we do now,
103
305260
2000
Як бути,
05:07
if you have injury for larger organs?
104
307260
3000
коли травмовані великі органи?
05:10
What do we do when we have injuries
105
310260
2000
Що робити, коли поранені
05:12
for structures which are much larger
106
312260
2000
структури, які набагато більші,
05:14
than one centimeter?
107
314260
2000
ніж 1 см?
05:16
Then we can start to use cells.
108
316260
3000
Ми тоді можемо почати використовувати клітини.
05:19
The strategy here, is if a patient comes in to us
109
319260
3000
Коли до нас приходить пацієнт
05:22
with a diseased or injured organ,
110
322260
2000
із хворим або травмованим органом,
05:24
you can take a very small piece of tissue from that organ,
111
324260
3000
можна взяти дуже маленьку частину тканини цього органа,
05:27
less than half the size of a postage stamp,
112
327260
3000
меншу, ніж половина поштової марки,
05:30
you can then tease that tissue apart,
113
330260
3000
можна розкласти цю тканину
05:33
and look at its basic components,
114
333260
2000
і дослідити її складові частини,
05:35
the patient's own cells,
115
335260
2000
власні клітини пацієнта,
05:37
you take those cells out,
116
337260
2000
ми ці клітини вилучаємо,
05:39
grow and expand those cells outside the body in large quantities,
117
339260
4000
розмножуємо та розширюємо їх поза тілом у великих кількостях,
05:43
and then we then use scaffold materials.
118
343260
3000
а тоді ми беремо основу.
05:46
To the naked eye they look like a piece of your blouse,
119
346260
3000
Для неозброєного ока вона виглядає, як клаптик від вашої блузки,
05:49
or your shirt, but actually
120
349260
2000
чи вашої сорочки, але насправді
05:51
these materials are fairly complex
121
351260
3000
це досить складний матеріал,
05:54
and they are designed to degrade once inside the body.
122
354260
3000
який розкладається при потраплянні в тіло.
05:57
It disintegrates a few months later.
123
357260
2000
За декілька місяців він розкладається.
05:59
It's acting only as a cell delivery vehicle.
124
359260
3000
Його використовують лише для перенесення клітин.
06:02
It's bringing the cells into the body. It's allowing
125
362260
2000
Він переносить клітини в організм. Він дозволяє
06:04
the cells to regenerate new tissue,
126
364260
2000
клітинам відновити тканину,
06:06
and once the tissue is regenerated the scaffold goes away.
127
366260
4000
і як тільки тканина відновиться, основа розсмоктується.
06:10
And that's what we did for this piece of muscle.
128
370260
3000
Це ми зробили з оцим шматком м'яза.
06:13
This is actually showing a piece of muscle and how we go through
129
373260
2000
Тут видно шматок м'яза і те, як ми поступово
06:15
the structures to actually engineer the muscle.
130
375260
3000
відтворюємо його будову.
06:18
We take the cells, we expand them,
131
378260
2000
Ми беремо клітини, розтягуємо їх,
06:20
we place the cells on the scaffold,
132
380260
2000
накладаємо клітини на основу,
06:22
and we then place the scaffold back into the patient.
133
382260
3000
а тоді імплантуємо основу назад пацієнтові.
06:25
But actually, before placing the scaffold into the patient,
134
385260
3000
Насправді перед імплантацією основи пацієнту
06:28
we actually exercise it.
135
388260
3000
ми її тренуємо.
06:31
We want to make sure that we condition
136
391260
2000
Ми налаштовуємо
06:33
this muscle, so that it knows what to do
137
393260
2000
цей м'яз, щоб він знав, що йому робити
06:35
once we put it into the patient.
138
395260
2000
після того, як ми його імплантуємо пацієнту.
06:37
That's what you're seeing here. You're seeing
139
397260
2000
Якраз це ви тут і бачите. Ви бачите,
06:39
this muscle bio-reactor
140
399260
2000
як цей м'язовий біореактор
06:41
actually exercising the muscle back and forth.
141
401260
4000
тренує м'яз туди-сюди.
06:45
Okay. These are flat structures that we see here,
142
405260
4000
Гаразд. Тут ми бачимо пласкі утворення –
06:49
the muscle.
143
409260
2000
наш м'яз.
06:51
What about other structures?
144
411260
2000
Як бути з іншими утвореннями?
06:53
This is actually an engineered blood vessel.
145
413260
3000
Тут ми маємо штучну кров'яну судину.
06:56
Very similar to what we just did, but a little bit more complex.
146
416260
3000
Дуже подібно до того, що ми тільки що бачили, але трохи складніше.
06:59
Here we take a scaffold,
147
419260
2000
Тут ми беремо основу,
07:01
and we basically -- scaffold can be like a piece of paper here.
148
421260
4000
основа в цьому випадку може бути як аркуш паперу,
07:05
And we can then tubularize this scaffold.
149
425260
2000
і згортаємо її в трубку.
07:07
And what we do is we, to make a blood vessel, same strategy.
150
427260
4000
Для виготовлення кров'яної судини ми застосовуємо ту ж технологію.
07:11
A blood vessel is made up of two different cell types.
151
431260
4000
Судина складається з двох різних видів клітин.
07:15
We take muscle cells, we paste,
152
435260
3000
Ми беремо м'язові клітини, накладаємо їх,
07:18
or coat the outside with these muscle cells,
153
438260
2000
«обшиваємо» ними поверхню,
07:20
very much like baking a layer cake, if you will.
154
440260
3000
ніби смаруємо торт.
07:23
You place the muscle cells on the outside.
155
443260
3000
Зовні накладаються м'язові клітини.
07:26
You place the vascular blood vessel lining cells on the inside.
156
446260
5000
Зсередини накладаються судинні клітини.
07:31
You now have your fully seeded scaffold.
157
451260
2000
І ми отримуємо повністю готову основу.
07:33
You're going to place this in an oven-like device.
158
453260
3000
Все це ми кладемо в таку собі «пічку».
07:36
It has the same conditions as a human body,
159
456260
2000
У ній такі ж умови, як і в організмі людини –
07:38
37 degrees centigrade,
160
458260
2000
37 градусів,
07:40
95 percent oxygen.
161
460260
2000
95 % кисню.
07:42
You then exercise it, as what you saw on that tape.
162
462260
4000
Тоді ми тренуємо її, як ви бачили на відео.
07:46
And on the right you actually see a carotid artery that was engineered.
163
466260
3000
Праворуч ви бачите штучно відтворену сонну артерію.
07:49
This is actually the artery that goes from your neck to your brain.
164
469260
3000
Ця артерія веде від шиї в мозок.
07:52
And this is an X-ray showing you
165
472260
3000
Тут на рентгенівському знімку ви бачите
07:55
the patent, functional blood vessel.
166
475260
3000
пацієнта з робочою судиною.
07:58
More complex structures
167
478260
2000
Складні утворення,
08:00
such as blood vessels, urethras, which I showed you,
168
480260
3000
такі як судини, сечівники, як я вам показував,
08:03
they're definitely more complex
169
483260
2000
з ними однозначно складніше,
08:05
because you're introducing two different cell types.
170
485260
2000
бо там ми маємо два різні види клітин.
08:07
But they are really acting mostly as conduits.
171
487260
2000
Але вони здебільшого виконують функцію провідників.
08:09
You're allowing fluid or air to go through
172
489260
2000
Через них ми пропускаємо рідину чи повітря
08:11
at steady states.
173
491260
2000
у стабільному режимі.
08:13
They are not nearly as complex as hollow organs.
174
493260
2000
Вони далеко не такі складні як порожнисті органи.
08:15
Hollow organs have a much higher degree of complexity,
175
495260
3000
Порожнисті органи набагато складніші,
08:18
because you're asking these organs to act on demand.
176
498260
3000
тому що ми від них вимагаємо діяти за запитом.
08:21
So, the bladder is one such organ.
177
501260
3000
Таким органом є сечовий міхур.
08:24
Same strategy, we take a very small piece of the bladder,
178
504260
3000
Тут ми також беремо маленьку частину сечового міхура,
08:27
less than half the size of a postage stamp.
179
507260
2000
меншу за половину поштової марки.
08:29
We then tease the tissue apart
180
509260
2000
Розкладаємо тканину
08:31
into its two individual cell components,
181
511260
2000
на окремі клітинні складові –
08:33
muscle, and these bladder specialized cells.
182
513260
3000
м'язові та спеціалізовані міхурові клітини.
08:36
We grow the cells outside the body in large quantities.
183
516260
3000
Ми розмножуємо ці клітини поза тілом.
08:39
It takes about four weeks to grow these cells from the organ.
184
519260
3000
Вирощування клітин з органа займає чотири тижні.
08:42
We then take a scaffold that we shape like a bladder.
185
522260
3000
Тоді ми беремо основу, що має форму міхура.
08:45
We coat the inside with these bladder lining cells.
186
525260
4000
Зсередини ми наносимо міхурові клітини.
08:49
We coat the outside with these muscle cells.
187
529260
3000
А ззовні ми її обшиваємо м'язовими клітинами.
08:52
We place it back into this oven-like device.
188
532260
3000
Кладемо все це в «пічку».
08:55
From the time you take that piece of tissue, six to eight weeks later
189
535260
3000
Від моменту, коли забирається зразок, проходить 6-8 тижнів,
08:58
you can put the organ right back into the patient.
190
538260
3000
і орган можна імплантувати пацієнтові.
09:01
This actually shows the scaffold.
191
541260
3000
Тут ви бачите основу.
09:04
The material is actually being coated with the cells.
192
544260
4000
Матеріал покривається клітинами.
09:08
When we did the first clinical trial for these patients
193
548260
3000
Коли ми проводили наше перше клінічне випробування для цих пацієнтів,
09:11
we actually created the scaffold specifically for each patient.
194
551260
3000
то ми для кожного з них робили окрему основу.
09:14
We brought patients in,
195
554260
2000
Ми скликали пацієнтів
09:16
six to eight weeks prior to their scheduled surgery, did X-rays,
196
556260
3000
6-8 тижнів до запланованої операції, зробили рентген,
09:19
and we then composed a scaffold specifically for that patient's size
197
559260
3000
а тоді ми робили основу під кожного пацієнта залежно від
09:22
pelvic cavity.
198
562260
2000
розміру тазової порожнини.
09:24
For the second phase of the trials
199
564260
2000
На другому етапі випробувань
09:26
we just had different sizes, small, medium, large and extra-large.
200
566260
3000
у нас уже просто були різні розміри – S, M, L та XL.
09:29
(Laughter)
201
569260
3000
(сміх)
09:32
It's true.
202
572260
2000
Серйозно.
09:34
And I'm sure everyone here wanted an extra-large. Right?
203
574260
3000
Напевно, кожен із вас захотів би собі XL, правда?
09:37
(Laughter)
204
577260
2000
(сміх)
09:39
So, bladders are definitely a little bit more complex
205
579260
3000
Так от, міхурі вже складніші
09:42
than the other structures.
206
582260
2000
за інші утворення.
09:44
But there are other hollow organs that have added complexity to it.
207
584260
3000
Але є інші порожнисті органи з додатковими складнощами.
09:47
This is actually a heart valve, which we engineered.
208
587260
3000
Це – серцевий клапан, який ми відтворили штучно.
09:50
And the way you engineer this heart valve is the same strategy.
209
590260
3000
Ми його будували такимо ж чином.
09:53
We take the scaffold, we seed it with cells,
210
593260
2000
Беремо канву, заправляємо її клітинами,
09:55
and you can now see here, the valve leaflets opening and closing.
211
595260
4000
і ви бачите, як відкриваються та закриваються стулки клапана.
09:59
We exercise these prior to implantation.
212
599260
3000
Перед пересадкою ми їх тренуємо.
10:02
Same strategy.
213
602260
2000
Все так само.
10:04
And then the most complex are the solid organs.
214
604260
2000
Найскладнішими з усіх є цілісні органи.
10:06
For solid organs, they're more complex
215
606260
2000
Цілісні органи більш складні,
10:08
because you're using a lot more cells per centimeter.
216
608260
4000
тому що потрібно набагато більшу кількість клітин на сантиметр.
10:12
This is actually a simple solid organ like the ear.
217
612260
2000
Це простий цілісний орган – вухо.
10:14
It's now being seeded with cartilage.
218
614260
2000
На нього наноситься хрящовина.
10:16
That's the oven-like device;
219
616260
3000
Це – наша «пічка».
10:19
once it's coated it gets placed there.
220
619260
2000
Після обробки його туди кладуть.
10:21
And then a few weeks later we can take out the cartilage scaffold.
221
621260
5000
Через декілька тижнів ми вже можемо забрати основу з хрящовиною.
10:26
This is actually digits that we're engineering.
222
626260
2000
Тут ми будуємо пальці.
10:28
These are being layered, one layer at a time,
223
628260
3000
Їх нарощують шар за шаром,
10:31
first the bone, we fill in the gaps with cartilage.
224
631260
3000
спочатку – кістка, а порожнини ми заповнюємо хрящовиною.
10:34
We then start adding the muscle on top.
225
634260
2000
Тоді ми накладаємо м'язи.
10:36
And you start layering these solid structures.
226
636260
2000
Ці цілісні структури будуються шар за шаром.
10:38
Again, fairly more complex organs,
227
638260
3000
Так що це вже складніші органи.
10:41
but by far, the most complex solid organs
228
641260
3000
Але найскладнішими цілісними органами
10:44
are actually the vascularized, highly vascularized,
229
644260
4000
є васкуляризовані органи,
10:48
a lot of blood vessel supply,
230
648260
2000
де багато кровоносних судин,
10:50
organs such as the heart,
231
650260
3000
такі органи, як серце,
10:53
the liver, the kidneys.
232
653260
3000
печінка, нирки.
10:56
This is actually an example -- several strategies
233
656260
2000
Тут ми бачимо приклад, є різні підходи
10:58
to engineer solid organs.
234
658260
2000
до вирощування цілісних органів.
11:00
This is actually one of the strategies. We use a printer.
235
660260
2000
Це – один із них. Ми використовуємо принтер.
11:02
And instead of using ink, we use -- you just saw an inkjet cartridge --
236
662260
4000
Замість чорнила ми використовуємо – це був картридж струменевого принтера –
11:06
we just use cells.
237
666260
2000
ми просто використовуємо клітини.
11:08
This is actually your typical desktop printer.
238
668260
2000
Це – звичайний офісний принтер.
11:10
It's actually printing this two chamber heart,
239
670260
3000
Ми буквально «друкуємо» це двокамерне серце,
11:13
one layer at a time.
240
673260
2000
шар за шаром.
11:15
You see the heart coming out there. It takes about 40 minutes to print,
241
675260
4000
Ви бачите, як формується серце. Воно друкується 40 хвилин,
11:19
and about four to six hours later
242
679260
2000
а через 4-6 годин
11:21
you see the muscle cells contract.
243
681260
3000
ви бачите, як м'язові клітини скорочуються.
11:24
(Applause)
244
684260
6000
(оплески)
11:30
This technology was developed by Tao Ju, who worked at our institute.
245
690260
4000
Цю технологію розробив Тао Жу, який працював у нашому інституті.
11:34
And this is actually still, of course, experimental,
246
694260
2000
Все це, звичайно, поки що експерименти,
11:36
not for use in patients.
247
696260
3000
не для застосування на пацієнтах.
11:39
Another strategy that we have followed
248
699260
2000
Ще одна технологія, яку ми застосовуємо,
11:41
is actually to use decellularized organs.
249
701260
2000
це – використання знеклітнених органів.
11:43
We actually take donor organs,
250
703260
3000
Ми беремо донорські органи,
11:46
organs that are discarded,
251
706260
2000
органи, які викидаються,
11:48
and we then can use very mild detergents
252
708260
2000
та обробляємо їх дуже м'якими миючими засобами,
11:50
to take all the cell elements out of these organs.
253
710260
3000
щоб вимити з цих органів усі клітинні елементи.
11:53
So, for example on the left panel,
254
713260
2000
Таким чином, наприклад, ліворуч,
11:55
top panel, you see a liver.
255
715260
2000
зверху, ви бачите печінку.
11:57
We actually take the donor liver,
256
717260
2000
Ми беремо донорську печінку,
11:59
we use very mild detergents,
257
719260
2000
дуже м'які миючі розчини,
12:01
and we, by using these mild detergents, we take all the cells
258
721260
4000
і таким чином вимиваємо всі клітини
12:05
out of the liver.
259
725260
2000
з печінки.
12:07
Two weeks later, we basically can lift this organ up,
260
727260
3000
Через 2 тижні, ми можемо взяти цей орган в руки,
12:10
it feels like a liver,
261
730260
2000
на дотик він – як справжня печінка,
12:12
we can hold it like a liver,
262
732260
2000
ми можемо тримати його в руках, як печінку,
12:14
it looks like a liver, but it has no cells.
263
734260
3000
він виглядає як печінка, але він не має клітин.
12:17
All we are left with
264
737260
2000
Все, що від неї залишається,
12:19
is the skeleton, if you will, of the liver,
265
739260
3000
це такий собі «скелет» печінки,
12:22
all made up of collagen,
266
742260
2000
який повністю складається з колагену,
12:24
a material that's in our bodies, that will not reject.
267
744260
2000
матеріалу, який присутній в організмі, який не буде відторгнений.
12:26
We can use it from one patient to the next.
268
746260
2000
Ми можемо використовувати його від пацієнта до пацієнта.
12:28
We then take this vascular structure
269
748260
2000
Тоді ми беремо цю судинну структуру
12:30
and we can prove that we retain the blood vessel supply.
270
750260
4000
і ми можемо доказати, що ми зберігаємо кровопостачання.
12:34
You can see, actually that's a fluoroscopy.
271
754260
2000
Ось тут видно, це флюороскопія.
12:36
We're actually injecting contrast into the organ.
272
756260
3000
Ми вводимо в орган контрастну речовину.
12:39
Now you can see it start. We're injecting the contrast into the organ
273
759260
4000
Тут видно початок. Ми вводимо контрастну речовину в орган,
12:43
into this decellularized liver.
274
763260
2000
в цю знеклітнену печінку.
12:45
And you can see the vascular tree that remains intact.
275
765260
3000
Тут видно, що судинне дерево залишається цілим.
12:48
We then take the cells, the vascular cells,
276
768260
3000
Тоді ми беремо ці судинні клітини,
12:51
blood vessel cells, we perfuse the vascular tree
277
771260
2000
клітини судин, заливаємо судинне дерево
12:53
with the patient's own cells.
278
773260
2000
власними клітинами пацієнта.
12:55
We perfuse the outside of the liver
279
775260
2000
Ми заливаємо зовнішню поверхню печінки
12:57
with the patient's own liver cells.
280
777260
2000
печінковими клітинами пацієнта.
12:59
And we can then create functional livers.
281
779260
2000
Таким чином ми відтворюємо робочі печінки.
13:01
And that's actually what you're seeing.
282
781260
2000
Тут воно якраз показано.
13:03
This is still experimental. But we are able to actually reproduce the functionality
283
783260
4000
Це все ще експерименти. Але ми можемо відтворити функцію
13:07
of the liver structure, experimentally.
284
787260
3000
печінки в експериментах.
13:10
For the kidney,
285
790260
2000
Щодо нирки,
13:12
as I talked to you about the first painting that you saw,
286
792260
4000
то, як я вже казав, коли показував першу картину,
13:16
the first slide I showed you,
287
796260
2000
перший слайд,
13:18
90 percent of the patients on the transplant wait list
288
798260
3000
то 90 % пацієнтів, які стоять на черзі,
13:21
are waiting for a kidney, 90 percent.
289
801260
2000
чекають на нирку. 90 %.
13:23
So, another strategy we're following
290
803260
2000
Тому інша технологія, яка використовується,
13:25
is actually to create wafers
291
805260
2000
це виготовлення пластинок,
13:27
that we stack together, like an accordion, if you will.
292
807260
4000
які ми складаємо докупи, як такий собі акордеон.
13:31
So, we stack these wafers together, using the kidney cells.
293
811260
3000
Отож, ми складаємо ці пластинки з нирковими клітинами.
13:34
And then you can see these miniature kidneys that we've engineered.
294
814260
3000
І в результаті виходять такі мініатюрні нирки, які ми побудували.
13:37
They are actually making urine.
295
817260
2000
Вони продукують справжню сечу.
13:39
Again, small structures, our challenge is how to make them larger,
296
819260
4000
Знову ж таки, це невеликі утворення, проблема – працювати з більшими.
13:43
and that is something we're working on
297
823260
2000
Над цим ми працюємо
13:45
right now at the institute.
298
825260
2000
зараз у себе в Інституті.
13:47
One of the things that I wanted to summarize for you then
299
827260
3000
Я хотів би підсумувати для вас
13:50
is what is a strategy that we're going for in regenerative medicine.
300
830260
4000
стратегію, яку ми прагнемо застосовувати в регенеративній медицині.
13:54
If at all possible,
301
834260
2000
Якщо це взагалі можливо,
13:56
we really would like to use smart biomaterials
302
836260
3000
то ми б хотіли використовувати розумні біоматеріали,
13:59
that we can just take off the shelf
303
839260
2000
які можна просто зняти з полички,
14:01
and regenerate your organs.
304
841260
2000
щоб відновити органи.
14:03
We are limited with distances right now,
305
843260
2000
Ми зараз обмежені щодо відстаней,
14:05
but our goal is actually to increase those distances over time.
306
845260
4000
але наша мета – з часом збільшити ці відстані.
14:09
If we cannot use smart biomaterials,
307
849260
2000
Якщо ми не можемо використовувати розумні біоматеріали,
14:11
then we'd rather use your very own cells.
308
851260
2000
то ми б використовували власні клітини пацієнта.
14:13
Why? Because they will not reject.
309
853260
2000
Чому? Тому що не буде відторгнення.
14:15
We can take cells from you,
310
855260
2000
Ми можемо брати ваші клітини,
14:17
create the structure, put it right back into you, they will not reject.
311
857260
3000
побудувати орган, імплантувати його, і не буде відторгнення.
14:20
And if possible, we'd rather use the cells from your very specific organ.
312
860260
4000
Якщо це можливо, то ми б використовували клітини з конкретного органа.
14:24
If you present with a diseased wind pipe
313
864260
3000
Якщо у вас хворе дихальне горло,
14:27
we'd like to take cells from your windpipe.
314
867260
2000
то ми візьмемо клітини з вашого дихального горла.
14:29
If you present with a diseased pancreas
315
869260
3000
Якщо у вас хвора підшлункова,
14:32
we'd like to take cells from that organ.
316
872260
2000
то ми візьмемо клітини з цього органа.
14:34
Why? Because we'd rather take those cells
317
874260
3000
Чому? Тому що краще брати такі клітини,
14:37
which already know that those are the cell types you want.
318
877260
3000
про які ми вже знаємо, що вони відповідного виду.
14:40
A windpipe cell already knows it's a windpipe cell.
319
880260
3000
Клітина дихального горла вже знає, що вона – клітина дихального горла.
14:43
We don't need to teach it to become another cell type.
320
883260
3000
Нам не треба «навчати» її, щоб вона стала клітиною іншого виду.
14:46
So, we prefer organ-specific cells.
321
886260
2000
Тому ми надаємо перевагу клітинам відповідного органа.
14:48
And today we can obtain cells from most every organ in your body,
322
888260
3000
На сьогодні ми в стані отримати клітини більшості органів, які є в організмі,
14:51
except for several which we still need stem cells for,
323
891260
3000
окрім декількох, для яких нам все ще потрібні стовбурові клітини,
14:54
like heart, liver, nerve and pancreas.
324
894260
4000
такі як серце, печінка, нерви та підшлункова.
14:58
And for those we still need stem cells.
325
898260
3000
Для них нам все ще необхідні стовбурові клітини.
15:01
If we cannot use stem cells from your body
326
901260
3000
Якщо ми не можемо взяти стовбурові клітини з вашого організму,
15:04
then we'd like to use donor stem cells.
327
904260
3000
то ми б використовували донорські стовбурові клітини.
15:07
And we prefer cells that will not reject
328
907260
2000
При цьому, ми надаємо перевагу клітинам, які не будуть відторгнені
15:09
and will not form tumors.
329
909260
2000
та не будуть утворювати пухлини.
15:11
And we're working a lot with the stem cells that we
330
911260
2000
Ми багато працюємо зі стовбуровими клітини,
15:13
published on two years ago,
331
913260
2000
про які ми писали два роки тому,
15:15
stem cells from the amniotic fluid,
332
915260
2000
стовбурові клітини з амніотичної рідини
15:17
and the placenta, which have those properties.
333
917260
4000
та плаценти, що мають такі властивості.
15:21
So, at this point, I do want to tell you that
334
921260
3000
Зараз я б хотів розповісти вам про
15:24
some of the major challenges we have.
335
924260
4000
деякі з наших основних проблем.
15:28
You know, I just showed you this presentation, everything looks so good,
336
928260
2000
Тобто я показав презентацію, все так гарно виглядає,
15:30
everything works. Actually no,
337
930260
2000
все працює. Але, насправді,
15:32
these technologies really are not that easy.
338
932260
2000
з цими технологіями не все так просто.
15:34
Some of the work you saw today
339
934260
2000
Над тим, що ви сьогодні бачили,
15:36
was performed by over 700 researchers
340
936260
3000
працювало понад 700 науковців
15:39
at our institute across a 20-year time span.
341
939260
3000
з нашого інституту впродовж 20 років.
15:42
So, these are very tough technologies.
342
942260
2000
Так що це дуже серйозні технології.
15:44
Once you get the formula right you can replicate it.
343
944260
3000
Як тільки отримаєш формулу, їх можна відтворити.
15:47
But it takes a lot to get there.
344
947260
2000
Але щоб до цього дійти, потрібен час.
15:49
So, I always like to show this cartoon.
345
949260
2000
Я люблю показувати цю карикатуру.
15:51
This is how to stop a runaway stage.
346
951260
2000
Як зупинити упряжку.
15:53
And there you see the stagecoach driver,
347
953260
2000
Тут ви бачите візника,
15:55
and he goes, on the top panel,
348
955260
2000
який робить, на верхній картинці,
15:57
He goes A, B, C, D, E, F.
349
957260
2000
він робить: A, B, C, D, E, F.
15:59
He finally stops the runaway stage.
350
959260
2000
Врешті-решт, він зупиняє упряжку.
16:01
And those are usually the basic scientists,
351
961260
3000
Це, як правило, науковці,
16:04
The bottom is usually the surgeons.
352
964260
2000
А ті, що внизу, це зазвичай хірурги.
16:06
(Laughter)
353
966260
4000
(сміх)
16:10
I'm a surgeon so that's not that funny.
354
970260
2000
Я хірург, тому мені не смішно.
16:12
(Laughter)
355
972260
1000
(сміх)
16:13
But actually method A is the correct approach.
356
973260
4000
Але, в принципі, підхід A – правильний.
16:17
And what I mean by that is that anytime we've launched one of these technologies
357
977260
3000
Мається на увазі, що щоразу, коли ми запускаємо ці технології
16:20
to the clinic,
358
980260
2000
в лікарні,
16:22
we've made absolutely sure that we do everything we can
359
982260
3000
ми стовідсотково пересвідчуємося, що зробили все можливе
16:25
in the laboratory before we ever
360
985260
2000
в умовах лабораторії, перед тим як
16:27
launch these technologies to patients.
361
987260
2000
застосовувати ці технології на пацієнтах.
16:29
And when we launch these technologies to patients
362
989260
2000
А коли ми їх застосовуємо на пацієнтах,
16:31
we want to make sure that we ask ourselves a very tough question.
363
991260
5000
то ми завжди задаємо собі дуже серйозне питання:
16:36
Are you ready to place this in your own loved one, your own child,
364
996260
3000
Чи ти готовий імплантувати це близькій людині, власній дитині,
16:39
your own family member, and then we proceed.
365
999260
3000
члену сім'ї? І тільки тоді ми продовжуємо.
16:42
Because our main goal, of course,
366
1002260
2000
Тому що головна наша мета, звичайно,
16:44
is first, to do no harm.
367
1004260
3000
це – не нашкодити.
16:47
I'm going to show you now, a very short clip,
368
1007260
2000
Я вам зараз покажу коротенький ролик.
16:49
It's a five second clip of a patient
369
1009260
3000
Це 5-секундний запис пацієнтки,
16:52
who received one of the engineered organs.
370
1012260
2000
яка отримала такий штучно відтворений орган.
16:54
We started implanting some of these structures
371
1014260
2000
Ми почали імплантувати деякі органи
16:56
over 14 years ago.
372
1016260
2000
понад 14 років тому.
16:58
So, we have patients now walking around with organs,
373
1018260
2000
Тож зараз є пацієнти, які живуть з органами,
17:00
engineered organs, for over 10 years, as well.
374
1020260
4000
вирощеними органами, вже 10 років.
17:04
I'm going to show a clip of one young lady.
375
1024260
2000
Зараз я покажу відеозапис цієї дівчини.
17:06
She had a spina bifida defect, a spinal cord abnormality.
376
1026260
3000
В неї розщеплення хребта, аномалія спини.
17:09
She did not have a normal bladder. This is a segment from CNN.
377
1029260
3000
У неї не було нормального сечового міхура. Це сюжет CNN.
17:12
We are just taking five seconds.
378
1032260
2000
Ми покажемо лише 5 секунд.
17:14
This is a segment that Sanjay Gupta actually took care of.
379
1034260
5000
Цим сегментом займався Санджей Ґупта.
17:19
Video: Kaitlyn M: I'm happy. I was always afraid
380
1039260
2000
Відео: Кейтлін M.: Я щаслива. Я завжди боялась,
17:21
that I was going to have like, an accident or something.
381
1041260
3000
що може статися якась прикрість.
17:24
And now I can just go and
382
1044260
3000
А тепер я можу просто собі піти
17:27
go out with my friends,
383
1047260
2000
погуляти з друзями,
17:29
go do whatever I want.
384
1049260
2000
і робити все, що хочу.
17:32
Anthony Atala: See, at the end of the day, the promise of regenerative medicine
385
1052260
3000
Ентоні Атала: Бачите, головна обіцянка регенеративної медицини –
17:35
is a single promise.
386
1055260
2000
це єдина обіцянка,
17:37
And that is really very simple,
387
1057260
3000
і вона дуже проста:
17:40
to make our patients better.
388
1060260
2000
зробити так, щоб пацієнтам стало краще.
17:42
Thank you for your attention.
389
1062260
2000
Дякую за увагу.
17:44
(Applause)
390
1064260
2000
(оплески)

Original video on YouTube.com
Про цей сайт

Цей сайт познайомить вас з відеороликами YouTube, корисними для вивчення англійської мови. Ви побачите уроки англійської мови, які проводять першокласні викладачі з усього світу. Двічі клацніть на англійських субтитрах, що відображаються на кожній сторінці відео, щоб відтворити відео з цієї сторінки. Субтитри прокручуються синхронно з відтворенням відео. Якщо у вас є коментарі або побажання, будь ласка, зв'яжіться з нами за допомогою цієї контактної форми.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7