Θα ήθελα να σας παρουσιάσω ένα βίντεο με μερικά από τα μοντέλα
στα οποία εργάζομαι.
Όλα έχουν το τέλειο μέγεθος και δεν έχουν ουγγιά λίπους.
Ανέφερα ότι είναι πανέμορφα;
Και ότι είναι επιστημονικά μοντέλα; (Γέλια)
Όπως θα έχετε καταλάβει, είμαι μηχανικός ιστού
και αυτό είναι ένα βίντεο όπου προβάλλεται ένα μέρος παλλόμενης καρδιάς
την όποια έχω σχεδιάσει στο εργαστήριο.
Και μία μέρα ελπίζουμε αυτοί οι ιστοί
να μπορούν να χρησιμεύσουν ως ανταλλακτικά μέρη για το ανθρώπινο σώμα.
Αλλά αυτό που πρόκειται να σας πως σήμερα
είναι πως με αυτούς τους ιστούς κατασκευάζουμε τρομερά μοντέλα.
Λοιπόν, ας σκεφτούμε την διαδικασία ελέγχου των φαρμάκων για μία στιγμή.
Πηγαίνουμε από την σύνθεση των φαρμάκων, στις εργαστηριακές δοκιμές, στις δοκιμές σε ζώα
και μετά στις κλινικές δοκιμές όπου μπορούμε να τις ονομάσουμε ανθρώπινες δοκιμές
πριν βγουν τα φάρμακα στην αγορά.
Αυτό κοστίζει πολλά χρήματα, πολύ χρόνο
και μερικές φορές ακόμα και όταν ένα φάρμακο προκαλεί ζημιά στην αγορά,
ενεργεί με απρόβλεπτο τρόπο και βλάπτει πραγματικά τους ανθρώπους.
και αργότερα αποτυγχάνει, η χειρότερη των συνεπειών.
Όλα συνοψίζονται σε δύο ζητήματα. Ένα, οι άνθρωποι δεν είναι αρουραίοι
και δύο, παρά τις απίστευτες ομοιότητες ο ένας με τον άλλον
στην πραγματικότητα αυτές οι μικροσκοπικές διαφορές μεταξύ μας
υπάρχουν τεράστιες επιπτώσεις στον τρόπο μεταβολής των φαρμάκων
και πως αυτά τα φάρμακα μας επηρεάζουν.
Έτσι αν είχαμε καλύτερα μοντέλα στο εργαστήριο
τα οποία θα μπορούσαν όχι μόνο να μιμηθούν εμάς καλύτερα από τους αρουραίους
αλλά επιπλέον θα αντανακλούν την ποικιλομορφία μας;
Ας δούμε πως μπορούμε να το κάνουμε χρησιμοποιώντας την μηχανική ιστών.
Μία από τις βασικές τεχνολογίες η οποία είναι πραγματικά σημαντική
είναι αυτή που αποκαλούμε '' επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα (iPSCs)".
Αναπτύχθηκαν στην Ιαπωνία πρόσφατα.
Εντάξει, επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα.
Είναι πολύ παρόμοια με τα εμβρυϊκά βλαστικά κύτταρα.
εκτός από το να μην είναι αντικείμενο διαμάχης.
Εμείς επαγάγουμε κύτταρα, εντάξει, ας πούμε, κύτταρα του δέρματος,
προσθέτοντας μερικά γονίδια σε αυτά, τα καλλιεργούμε,
και έπειτα τα συλλέγουμε.
Έτσι, υπάρχουν κύτταρα του δέρματος τα οποία μπορούν να ξεγελαστούν
κάτι σας την κυτταρική αμνησία, σε ένα εμβρυϊκό στάδιο
Λοιπόν χωρίς την αντιπαράθεση, ότι είναι το πρώτο τέλειο πράγμα.
Το δεύτερο τέλειο πράγμα είναι ότι μπορείτε να αναπτύξετε κάθε είδους ιστό
από αυτά: εγκεφάλου, καρδιάς, ήπατος, έχετε την εικόνα
αλλά από τα κύτταρα σας.
Έτσι μπορούμε να δημιουργήσουμε ένα μοντέλο της καρδίας σας, του εγκεφάλου σας
σε ένα μικροεπεξεργαστή.
Η δημιουργία ιστών προβλέψιμης πυκνότητας και συμπεριφοράς
είναι το δεύτερο κομμάτι και θα είναι πραγματικά το κλειδί για
να πάρουμε αυτά τα μοντέλα που πρέπει να υιοθετηθούν για την ανακάλυψη φαρμάκων.
Και αυτό είναι μία σχηματική αναπαράσταση ενός βιοαντιδραστήρα που έχουμε αναπτύξει στο εργαστήριο μας
για να βοηθήσει τους μηχανικούς ιστού σε ένα πιο μορφωματικό, τρόπο ανάπτυξης.
Κοιτάζοντας στο μέλλον, φανταστείτε μία μαζική παράλληλη έκδοση αυτού
με χιλιάδες κομμάτια ανθρώπινου ιστού.
Θα ήταν σαν να έχεις μία κλινική δοκιμή σε ένα μικροεπεξεργαστή.
Αλλά άλλο πράγμα σχετικά με αυτά τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα
είναι ότι εάν πάρουμε μερικά κύτταρα του δέρματος, ας πούμε
από ανθρώπους με γενετική ασθένεια
και κατασκευάσουμε ιστούς χρησιμοποιώντας αυτά,
μπορούμε πραγματικά να χρησιμοποιήσουμε τις τεχνικές κατασκευής ιστών
για να παράγουμε πρότυπα εκείνων των ασθενειών στο εργαστήριο.
Εδώ ένα παράδειγμα από τον εργαστήριο του Κέβιν Έγγαν στο Harvard.
Παρήγαγε νευρώνες
από αυτά τα επαγόμενα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα
από ασθενείς που πάσχουν από την ασθένεια Lou Gehrig [Αμυοτροφική Πλευρική Σκλήρυνση (ALS)]
και τους διαφοροποίησε σε νευρώνες και αυτό το οποίο είναι εκπληκτικό
είναι ότι αυτοί οι νευρώνες δείχνουν επίσης τα συμπτώματα αυτής της ασθένειας.
Έτσι με μοντέλα της ασθένειας όπως αυτά μπορούμε να αντεπιτεθούμε
πιο γρήγορα από πριν και να κατανοήσουμε την ασθένεια καλύτερα
από πριν και ίσως να ίσως ανακαλύψουμε φάρμακα ακόμα πιο γρήγορα.
Αυτό είναι ένα άλλο παράδειγμα από ασθενή-ειδικά βλαστοκύτταρα
όπου κατασκευάστηκαν από κάποιον με μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια.
Αυτό είναι ένας εκφυλισμός του αμφιβληστροειδή.
Είναι μία ασθένεια που υπάρχει στην οικογένειά μου και ελπίζουμε πραγματικά
πως κύτταρα όπως αυτά θα μας βοηθήσουν να βρούμε τη θεραπεία.
Έτσι μερικοί άνθρωποι νομίζουν πως αυτά τα μοντέλα είναι ωραία και καλά
αλλά ρωτούν, ''Λοιπόν, αυτά τα μοντέλα είναι πραγματικά τόσο καλά όσο τα μοντέλα με τους αρουραίους;''
Ο αρουραίος είναι ένας ολόκληρος οργανισμός εν τέλει,
με δίκτυο αλληλεπίδρασης οργάνων.
Ένα φάρμακο για την καρδιά μπορεί να μεταβολιστεί στο ήπαρ
και μερικά από τα υποπροϊόντα του μπορούν να αποθηκευτούν στο λίπος.
Δεν θα τα χάσετε όλα αυτά με τα μοντέλα μηχανικής ιστών;
Λοιπόν, αυτό είναι μία άλλη τάση σε αυτή την έρευνα.
Συνδυάζοντας τις τεχνικές μηχανικής ιστών με μικρορευστομηχανικη
η έρευνα εξελίσσεται πραγματικά ακριβώς προς αυτό,
ενός μοντέλου του ολόκληρου οικοσυστήματος του σώματος
πλήρης με τα πολλαπλά οργανικά συστήματα ικανό να δοκιμάσει
πως ένα φάρμακο που μπορούσατε να λάβετε για την αρτηριακή σας πίεση
μπορεί να επηρεάσει το ήπαρ ή ένα αντικαταθλιπτικό φάρμακο θα μπορούσε να επηρεάσει την καρδιά σας.
Αυτά τα συστήματα είναι πραγματικά δύσκολο να κατασκευαστούν, αλλά μόλις ξεκινήσαμε ώστε να είμαστε σε θέση για να φτάσουμε εκεί
και γι' αυτό, προσέξτε.
Αλλά αυτό δεν είναι καν όλα αυτά επειδή μόλις εγκριθεί ένα φάρμακο
οι τεχνικές μηχανικής ιστών μπορούν πραγματικά να μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε πιο εξατομικευμένες θεραπείες.
Αυτό είναι ένα παράδειγμα το οποίο μπορεί να ενδιαφερθείτε κάποια μέρα
και ελπίζω να μην το κάνετε ποτέ
επειδή φανταστείτε εάν έχετε ποτέ αυτή την κλήση
που σας δίνει την κακιά είδηση ότι μπορεί να έχετε καρκίνο.
Δεν θα προτιμούσατε να δοκιμάσετε να δείτε εάν αυτά τα φάρμακα κατά του καρκίνου
που πρόκειται να λάβετε λειτουργούν για τον καρκίνο σας ;
Αυτό είναι ένα παράδειγμα από το εργαστήριο του Κάρεν Μπαργκ όπου αυτοί
χρησιμοποιούν τεχνολογία inkjet για να εκτυπώσουν καρκινικά κύτταρα μαστού
και να μελετήσουν τις προόδους και την θεραπεία τους.
Και μερικοί από τους συναδέλφους μας στο πανεπιστήμιο Tufts συνδύασαν μοντέλα
όπως αυτά με μηχανική ιστών οστού για να παρατηρήσουν πως ο καρκίνος
μπορεί να εξαπλωθεί από το ένα μέρος του σώματος στο άλλο
και μπορείτε να φανταστείτε αυτά τα είδη των πολλαπλών ιστών μικροεπεξεργαστών
να είναι η επόμενη γενιά αυτού του είδους των μελετών.
Και έτσι σκεφτόμαστε τα μοντέλα που έχουμε μόλις συζητήσει
μπορείτε να δείτε, πηγαίνοντας μπροστά, αυτή η μηχανική ιστού
είναι πραγματικά έτοιμη να βοηθήσει επιφέροντας την επανάσταση στην ανίχνευση φαρμάκων
σε κάθε βήμα της διαδρομής:
μοντέλα ασθενειών κατασκευάζονται για καλύτερα σκευάσματα φαρμάκων
μαζικά παράλληλα ανθρώπινα μοντέλα ιστών βοηθούν ώστε να επέλθει η επανάσταση στις εργαστηριακές δοκιμές
μειώνουν τους ελέγχους στα ζώα και στους ανθρώπους στις κλινικές δοκιμές
και εξατομικεύουν θεραπείες που διαταράσσουν
αυτό που εμείς ακόμα θεωρούμε πως θα είναι μία αγορά ολωσδιόλου.
Ουσιαστικά, έχουμε επιταχύνει εντυπωσιακά την ανατροφοδότηση
μεταξύ της ανάπτυξης ενός μορίου και της εκμάθησης σχετικά με το
πως ενεργεί στο ανθρώπινο σώμα.
Η διαδικασία για να το κάνουμε αυτό είναι η μετατροπή ουσιαστικά
της βιοτεχνολογίας και της φαρμακολογίας σε μία τεχνολογία πληροφορίας
βοηθώντας μας να ανακαλύψουμε και να αξιολογήσουμε τα φάρμακα πιο γρήγορα
πιο φτηνά και πιο αποτελεσματικά.
Αυτό δίνει νέο νόημα στα μοντέλα εναντίον των δοκιμών σε ζώα, έτσι δεν είναι;
Σας ευχαριστώ (Χειροκρότημα)