Organi umani su un chip
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0:00 - 0:03Oggi dobbiamo raccogliere una sfida
per la salute globale -
0:03 - 0:04nelle nostre mani:
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0:04 - 0:07il metodo con cui attualmente
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0:07 - 0:10scopriamo e sviluppiamo nuove medicine
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0:10 - 0:14è troppo costoso, estremamente lungo,
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0:14 - 0:18e fallisce più spesso di quanto abbia successo.
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0:18 - 0:21Non funziona proprio, e questo significa
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0:21 - 0:24che pazienti che hanno urgente bisogno
di nuove terapie -
0:24 - 0:26non le ottengono
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0:26 - 0:30che le malattie restano senza cura.
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0:30 - 0:33Sembra che spendiamo sempre più denaro.
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0:33 - 0:37Ma per ogni miliardo di dollari che spendiamo
in ricerca e sviluppo, -
0:37 - 0:41mettiamo sul mercato sempre meno medicinali approvati.
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0:41 - 0:44Più soldi, meno medicinali.
Hmm. -
0:44 - 0:46Quindi, che cosa sta succedendo?
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0:46 - 0:48Beh, c'è una moltitudine di fattori in gioco,
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0:48 - 0:50ma io credo che uno dei fattori chiave
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0:50 - 0:53sia che gli strumenti che abbiamo
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0:53 - 0:57a disposizione per verificare se un medicinale funzionerà,
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0:57 - 0:58se è efficace,
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0:58 - 1:00oppure se sarà sicuro
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1:00 - 1:04prima di sperimentarlo sull'uomo,
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1:04 - 1:06ci stiano ingannando. Non ci predicono
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1:06 - 1:09che cosa succederà sugli esseri umani.
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1:09 - 1:12Abbiamo due strumenti principali
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1:12 - 1:14a nostra disposizione.
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1:14 - 1:18Sono la coltura in vitro e i test sugli animali.
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1:18 - 1:21Parliamo ora del primo, la coltura in vitro.
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1:21 - 1:24Allora, le cellule funzionano felicemente nei nostri corpi.
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1:24 - 1:26Noi le prendiamo e le strappiamo
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1:26 - 1:29dal loro ambiente naturale,
le buttiamo in uno di questi piatti, -
1:29 - 1:31e ci aspettiamo che lavorino.
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1:31 - 1:33Indovinate. Non lo fanno.
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1:33 - 1:35Non gli piace quell'ambiente
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1:35 - 1:36perché non ha niente a che vedere
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1:36 - 1:39con quello che hanno all'interno del corpo.
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1:39 - 1:41Che cosa dire dei test sugli animali?
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1:41 - 1:44Gli animali forniscono e possono fornire
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1:44 - 1:46informazioni estremamente utili.
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1:46 - 1:48Ci insegnano che cosa accade
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1:48 - 1:50in un organismo complesso.
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1:50 - 1:53Impariamo di più a proposito della biologia stessa.
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1:53 - 1:56Nondimeno, molto spesso,
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1:56 - 2:00i modelli animali non riescono a predire
che cosa succederà negli esseri umani -
2:00 - 2:04quando vengono curati con un particolare farmaco.
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2:04 - 2:06Quindi abbiamo bisogno di strumenti migliori.
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2:06 - 2:08Ci servono cellule umane,
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2:08 - 2:10ma dobbiamo trovare il modo di mantenerle felici
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2:10 - 2:12al di fuori del corpo.
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2:12 - 2:15I nostri corpi sono ambienti dinamici.
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2:15 - 2:17Noi siamo in continuo movimento.
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2:17 - 2:19E le nostre cellule lo sperimentano.
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2:19 - 2:22Si trovano in ambienti dinamici
all'interno del nostro corpo. -
2:22 - 2:25Sono sottoposte a forze meccaniche costanti.
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2:25 - 2:27Se vogliamo rendere le cellule felici
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2:27 - 2:28fuori dai nostri corpi,
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2:28 - 2:31dobbiamo diventare architetti per le cellule.
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2:31 - 2:35Dobbiamo progettare, costruire ed organizzare
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2:35 - 2:39una casa per le cellule lontano da casa.
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2:39 - 2:40E al Wyss Institute,
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2:40 - 2:42abbiamo fatto proprio questo.
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2:42 - 2:45Lo chiamiamo un "organo in un chip".
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2:45 - 2:47E ne ho uno proprio qui.
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2:47 - 2:50Bello, vero?
Ma è proprio incredibile. -
2:50 - 2:54Proprio qui nella mia mano c'è
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2:54 - 2:57un polmone umano che vive e respira su un chip.
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2:57 - 2:59E non è solo bello.
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2:59 - 3:02Può fare un'enormità di cose.
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3:02 - 3:05Abbiamo cellule viventi in quel piccolo chip,
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3:05 - 3:08cellule che sono in un ambiente dinamico
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3:08 - 3:11e che interagiscono con altri tipi di cellule.
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3:11 - 3:13Molte persone
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3:13 - 3:14hanno tentato di far crescere
cellule in laboratorio. -
3:14 - 3:18Hanno provato con diversi approcci.
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3:18 - 3:20Hanno addirittura tentato di far crescere
in laboratorio piccoli mini-organi. -
3:20 - 3:22Noi non stiamo cercando di fare questo.
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3:22 - 3:24Stiamo semplicemente provando a ricreare
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3:24 - 3:25in questo sottile chip
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3:25 - 3:28la più piccola unità funzionale
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3:28 - 3:31che rappresenta la biochimica,
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3:31 - 3:34la funzione e lo sforzo meccanico
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3:34 - 3:38che le cellule sperimentano nel nostro corpo.
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3:38 - 3:41Ma come funziona? Adesso ve lo mostro.
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3:41 - 3:43Usiamo tecniche proprie della produzione
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3:43 - 3:45dell'industria dei chip per computer
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3:45 - 3:47per realizzare queste strutture in una scala
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3:47 - 3:50che sia rilevante sia per le cellule
che per il loro ambiente. -
3:50 - 3:52Abbiamo tre canali per i fluidi.
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3:52 - 3:56Al centro, abbiamo una membrana porosa e flessibile
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3:56 - 3:58sulla quale possiamo aggiungere cellule umane
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3:58 - 3:59provenienti, ad esempio, dai nostri polmoni,
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3:59 - 4:02e poi sotto, ci sono cellule capillari,
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4:02 - 4:04le cellule dei nostri vasi sanguigni.
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4:04 - 4:08Possiamo poi applicare forze meccaniche al chip
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4:08 - 4:11che stirano e comprimono la membrana,
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4:11 - 4:14in modo che le cellule sperimentino le stesse forze meccaniche
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4:14 - 4:17di quando respiriamo.
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4:17 - 4:20E lo fanno come all'interno del corpo.
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4:20 - 4:22C'è dell'aria che scorre attraverso il canale superiore,
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4:22 - 4:26poi facciamo scorrere del liquido che contiene nutrienti
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4:26 - 4:28attraverso il canale sanguigno.
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4:28 - 4:31Ora, il chip è davvero bello,
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4:31 - 4:33ma che cosa possiamo farci?
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4:33 - 4:35Possiamo ottenere una funzionalità incredibile
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4:35 - 4:37dentro questi piccoli chip.
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4:37 - 4:39Lasciate che ve lo mostri.
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4:39 - 4:41Possiamo, ad esempio, imitare le infezioni,
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4:41 - 4:45quando aggiungiamo batteri nei polmoni,
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4:45 - 4:48poi possiamo aggiungere globuli bianchi umani.
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4:48 - 4:50I globuli bianchi sono la difesa del nostro corpo
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4:50 - 4:52contro gli invasori batterici,
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4:52 - 4:55e quando loro si accorgono di questa infiammazione
causata dall'infezione, -
4:55 - 4:58entrano dal sangue nei polmoni
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4:58 - 5:00ed avvolgono i batteri.
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5:00 - 5:02Adesso vedrete succedere questo
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5:02 - 5:05dal vivo in un vero polmone umano su un chip.
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5:05 - 5:09Abbiamo marcato i globuli bianchi
in modo che possiate vederli scorrere, -
5:09 - 5:11e quando si accorgono dell'infezione,
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5:11 - 5:12iniziano ad attaccarsi.
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5:12 - 5:16Si attaccano e poi provano ad entrare nel polmone
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5:16 - 5:18staccandosi dal flusso sanguigno.
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5:18 - 5:22E come potete vedere, noi possiamo davvero visualizzare
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5:22 - 5:25un singolo globulo bianco.
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5:25 - 5:28Si attacca, trova la strada
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5:28 - 5:30tra le pareti cellulari, attraverso i pori,
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5:30 - 5:32esce dall'altra parte della membrana,
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5:32 - 5:36e proprio lì, sta per inglobare il batterio
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5:36 - 5:37segnato in verde.
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5:37 - 5:40In questo minuscolo chip avete appena assistito
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5:40 - 5:44ad una delle fondamentali risposte
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5:44 - 5:46che il nostro corpo ha ad un'infezione.
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5:46 - 5:49È il modo in cui noi rispondiamo,
una risposta immunitaria. -
5:49 - 5:52È piuttosto avvincente.
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5:52 - 5:54Adesso voglio condividere questa immagine con voi,
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5:54 - 5:57non solo perché è così bella,
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5:57 - 6:00ma perché ci fornisce un enorme
insieme di informazioni -
6:00 - 6:03su cosa stanno facendo le cellule all'interno del chip.
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6:03 - 6:05Ci dice che quelle cellule
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6:05 - 6:07provenienti dai piccoli alveoli nei nostri polmoni,
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6:07 - 6:09in realtà hanno questo aspetto simile a capelli
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6:09 - 6:11che vi aspettereste di vedere nel polmone.
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6:11 - 6:12Queste strutture sono chiamate ciglia
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6:12 - 6:15e mandano fuori il muco dal polmone.
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6:15 - 6:17Sì. Muco.
Che schifo. -
6:17 - 6:19Ma il muco è in realtà molto importante.
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6:19 - 6:22Il muco intrappola il particolato, i virus,
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6:22 - 6:23potenziali allergeni,
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6:23 - 6:25e queste piccole ciglia si muovono
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6:25 - 6:27e si disfano del muco.
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6:27 - 6:29Quando vengono danneggiate,
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6:29 - 6:31dal fumo di sigaretta per esempio,
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6:31 - 6:34non lavorano correttamente,
e non possono disfarsi del muco. -
6:34 - 6:38E questo può condurre a malattie come la bronchite.
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6:38 - 6:41Le ciglia e la pulizia dal muco
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6:41 - 6:45sono anche coinvolte in tremende malattie
come la fibrosi cistica. -
6:45 - 6:49Ma ora, con le funzionalità che abbiamo
in questi chip -
6:49 - 6:51possiamo iniziare una ricerca
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6:51 - 6:53di nuove cure potenziali.
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6:53 - 6:55Non ci siamo fermati con un polmone su un chip.
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6:55 - 6:57Abbiamo un intestino sopra un chip.
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6:57 - 6:59Potete vederne uno proprio qui.
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6:59 - 7:02Abbiamo messo cellule intestinali
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7:02 - 7:04dentro ad un intestino sopra un chip,
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7:04 - 7:07queste sono in un costante moto peristaltico,
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7:07 - 7:10un flusso gocciolante attraverso le cellule,
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7:10 - 7:13e possiamo imitare molte delle funzioni
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7:13 - 7:15che realmente ci si aspetterebbe di vedere
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7:15 - 7:17in un intestino umano.
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7:17 - 7:20Adesso possiamo iniziare a creare modelli di malattie
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7:20 - 7:23come la sindrome del colon irritabile.
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7:23 - 7:25È una malattia che colpisce
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7:25 - 7:27un gran numero di individui.
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7:27 - 7:29Ed è davvero debilitante,
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7:29 - 7:33e non ci sono davvero
molte cure efficaci per essa. -
7:33 - 7:35Adesso abbiamo un'intera catena
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7:35 - 7:37di differenti organi su chip
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7:37 - 7:41che al momento stanno lavorando nei nostri laboratori.
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7:41 - 7:44Ora, il vero potenziale di questa tecnologia, comunque,
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7:44 - 7:46proviene dal fatto
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7:46 - 7:49che possiamo collegarle attraverso i fluidi.
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7:49 - 7:51C'è del fluido che scorre attraverso queste cellule,
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7:51 - 7:53e quindi possiamo iniziare ad interconnettere
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7:53 - 7:56molti chip diversi
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7:56 - 8:00per formare quello che chiamiamo
un essere umano virtuale su un chip. -
8:00 - 8:03Adesso siamo veramente molto eccitati.
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8:03 - 8:07Non ricreeremo mai un intero umano
su questi chip, -
8:07 - 8:11ma il nostro obiettivo è di riuscire a ricreare
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8:11 - 8:13abbastanza funzionalità
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8:13 - 8:16per potere effettuare previsioni migliori
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8:16 - 8:18su cosa succede nel corpo umano.
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8:18 - 8:21Per esempio, adesso possiamo iniziare ad esplorare
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8:21 - 8:24quello che accade quando assumiamo un farmaco
tipo un medicinale per aerosol. -
8:24 - 8:27Per quelli di voi che come me soffrono di asma,
quando usate il vostro inalatore, -
8:27 - 8:30possiamo esplorare come il medicinale entra nei polmoni,
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8:30 - 8:32come penetra nel corpo,
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8:32 - 8:34come può interagire, diciamo, con il cuore.
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8:34 - 8:35Altera il battito cardiaco?
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8:35 - 8:37È tossico?
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8:37 - 8:39Viene purificato dal fegato?
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8:39 - 8:41Viene metabolizzato nel fegato?
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8:41 - 8:43Viene espulso dai reni?
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8:43 - 8:45Possiamo iniziare a studiare la risposta dinamica
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8:45 - 8:48del corpo ad un medicinale.
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8:48 - 8:50Questo potrebbe davvero rivoluzionare
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8:50 - 8:52e cambiare le regole del gioco
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8:52 - 8:55non solo per l'industria farmaceutica,
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8:55 - 8:57ma per un intero comparto di diverse industrie,
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8:57 - 8:59compresa l'industria dei cosmetici.
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8:59 - 9:02Potenzialmente possiamo usare
la pelle su un chip -
9:02 - 9:04che stiamo attualmente sviluppando in laboratorio
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9:04 - 9:07per testare se i componenti in quei prodotti
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9:07 - 9:10che state usando
sono davvero sicuri per la pelle -
9:10 - 9:13senza bisogno di test sugli animali.
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9:13 - 9:15Possiamo verificare la sicurezza
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9:15 - 9:17di sostanze a cui siamo esposti
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9:17 - 9:19giornalmente nel nostro ambiente,
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9:19 - 9:23come i componenti dei normali detersivi domestici.
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9:23 - 9:26Possiamo anche usare gli organi su chip
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9:26 - 9:28per applicazioni nel bioterrorismo
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9:28 - 9:31o di esposizione alle radiazioni.
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9:31 - 9:34Possiamo usarli per apprendere di più
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9:34 - 9:37su infezioni come Ebola
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9:37 - 9:41o altre infezioni mortali come la SARS.
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9:41 - 9:43Gli organi su chip potrebbero anche cambiare
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9:43 - 9:47il modo di effettuare i test clinici nel futuro.
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9:47 - 9:49Al momento il partecipante medio
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9:49 - 9:53in una sperimentazione clinica
è questo: medio. -
9:53 - 9:56Tende ad essere di età media,
tende ad essere donna. -
9:56 - 9:58Non troverete molte sperimentazioni cliniche
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9:58 - 10:00dove vengono coinvolti bambini,
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10:00 - 10:03eppure ogni giorno, diamo ai bambini medicinali,
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10:03 - 10:07i cui unici dati di sicurezza che abbiamo
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10:07 - 10:10sono quelli ottenuti da adulti.
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10:10 - 10:12I bambini non sono adulti.
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10:12 - 10:15Potrebbero non reagire allo stesso modo degli adulti.
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10:15 - 10:18Ci sono altri fattori come le diversità genetiche
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10:18 - 10:19nelle popolazioni
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10:19 - 10:22che le possono mettere a rischio,
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10:22 - 10:26il rischio di avere reazioni avverse al farmaco.
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10:26 - 10:29Ora, immaginate se potessimo prendere cellule
da tutte queste popolazioni differenti, -
10:29 - 10:31metterle su dei chip,
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10:31 - 10:33e creare popolazioni su chip.
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10:33 - 10:35Questo potrebbe davvero cambiare il modo
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10:35 - 10:37di effettuare le sperimentazioni cliniche.
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10:37 - 10:40E questa è la squadra e le persone
che stanno facendo questo. -
10:40 - 10:43Ci sono ingegneri, ci sono biologi cellulari,
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10:43 - 10:47ci sono medici, lavorano tutti insieme.
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10:47 - 10:48Stiamo davvero assistendo a qualcosa di incredibile
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10:48 - 10:50al Wyss Institute.
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10:50 - 10:52È davvero una convergenza di discipline,
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10:52 - 10:56dove la biologia sta influenzando il modo di progettare,
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10:56 - 10:59il modo di organizzare, di costruire.
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10:59 - 11:00È piuttosto emozionante.
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11:00 - 11:04Stiamo creando importanti collaborazioni con l'industria
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11:04 - 11:07come quella che abbiamo con un'azienda
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11:07 - 11:11specializzata nella produzione digitale su larga scala.
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11:11 - 11:13Ci stanno aiutando a produrre,
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11:13 - 11:14anziché uno solo,
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11:14 - 11:16milioni di questi chip,
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11:16 - 11:17così da poterli mettere in mano
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11:17 - 11:20a più ricercatori possibili.
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11:20 - 11:24E ciò è fondamentale per il potenziale di questa tecnologia.
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11:24 - 11:27Lasciate che vi mostri il nostro strumento.
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11:27 - 11:29Questo è uno strumento che i nostri ingegneri
-
11:29 - 11:32stanno realizzando come prototipo
proprio ora in laboratorio -
11:32 - 11:34e questo strumento ci darà
-
11:34 - 11:36i controlli che ci serviranno
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11:36 - 11:41per connettere insieme dieci o più organi su chip.
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11:41 - 11:43Fa anche qualcos'altro di molto importante.
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11:43 - 11:46Crea una facile interfaccia per l'utilizzatore.
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11:46 - 11:49In modo che un biologo cellulare come me
possa arrivare, -
11:49 - 11:51prendere un chip, metterlo in una cartuccia,
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11:51 - 11:53come il prototipo che vedete qui,
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11:53 - 11:55mettere la cartuccia dentro la macchina,
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11:55 - 11:56proprio come fareste con un CD
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11:56 - 11:57e via.
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11:57 - 12:00Inserire ed accendere. Facile.
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12:00 - 12:03Ora, immaginiamo un po'
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12:03 - 12:04come potrebbe essere il futuro
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12:04 - 12:06se potessi prendere le tue cellule staminali
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12:06 - 12:08e metterle su un chip.
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12:08 - 12:11oppure le tue cellule staminali e mettere su un chip.
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12:11 - 12:14Sarebbe un chip personalizzato solo per voi.
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12:14 - 12:18Tutti noi qui dentro siamo individui,
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12:18 - 12:21e queste differenze individuali significano
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12:21 - 12:23che potremmo reagire in modo molto diverso
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12:23 - 12:27e talvolta in modo imprevedibile ai medicinali.
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12:27 - 12:32Io stessa, un paio di anni fa,
avevo un terribile mal di testa, -
12:32 - 12:34non riuscivo proprio a liberarmene, e pensai,
"Bene, adesso provo qualcosa di diverso" -
12:34 - 12:36Ho preso dell'Advil. Quindici minuti dopo,
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12:36 - 12:38ero diretta al Pronto Soccorso
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12:38 - 12:40con un attacco d'asma in piena regola.
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12:40 - 12:42Chiaramente non era mortale,
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12:42 - 12:45ma sfortunatamente, alcune di queste
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12:45 - 12:49reazioni allergiche ai medicinali possono essere fatali.
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12:49 - 12:51E quindi come le preveniamo?
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12:51 - 12:53Beh, possiamo immaginare che un giorno
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12:53 - 12:56avremo Geraldine su un chip,
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12:56 - 12:57avremo Danielle su un chip,
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12:57 - 12:59avremo voi su un chip.
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12:59 - 13:01Medicina personalizzata. Grazie.
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13:01 - 13:05(Applausi)
- Title:
- Organi umani su un chip
- Speaker:
- Geraldine Hamilton
- Description:
-
È relativamente facile immaginare una nuova medicina, una cura migliore per qualche malattia. Tuttavia la parte difficile è sperimentarla e questo può ritardare nuove promettenti cure per anni. In questa presentazione molto esplicativa Geraldine Hamilton ci mostra come il suo laboratorio crea organi e parti di corpo su di un chip, semplici strutture con tutte le caratteristiche essenziali per sperimentare nuovi medicinali, anche cure personalizzate per una specifica persona. (Filmato a TEDx Boston)
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:23
Anna Cristiana Minoli approved Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Anna Cristiana Minoli edited Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Anna Cristiana Minoli edited Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Debora Serrentino accepted Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Debora Serrentino edited Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Debora Serrentino edited Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Carlo Schiatti edited Italian subtitles for Body parts on a chip | ||
Carlo Schiatti edited Italian subtitles for Body parts on a chip |