Ik toon jullie een video van enkele modellen
waar ik mee werk.
Ze hebben allemaal perfecte maten en geen grammetje vet.
Zei ik al dat ze geweldig zijn?
En dat ze wetenschappelijk zijn? (Lacht)
Je raadt het al, ik ben weefselingenieur.
Dit is een video van het kloppende hart
dat ik in het lab heb ontworpen.
We hopen dat deze weefsels op een dag
kunnen dienen als vervangstukken voor het menselijke lichaam.
Maar vandaag ga ik vertellen
hoe deze weefsels geweldige modellen zijn.
Denk even aan het proces voor screening van medicijnen.
Dat gaat van opstellen van de formule, labotesten, testen op dieren
naar klinische proeven, wat je testen op mensen zou kunnen noemen,
tot de medicijnen op de markt komen.
Het kost veel geld en tijd
en zelfs als een medicijn op de markt komt,
is het soms onvoorspelbaar en schaadt het mensen.
Hoe later het faalt, hoe erger de gevolgen.
Het komt op twee dingen neer. Ten eerste, mensen zijn geen ratten.
Ten tweede, ondanks onze sterke gelijkenissen
hebben die kleine verschillen tussen jou en mij
enorme impact op hoe we medicijnen omzetten
en hoe die op ons inwerken.
Als we in het labo nu eens betere modellen hadden
die ons niet alleen beter zouden nabootsen dan ratten
maar ook onze diversiteit beter weergaven?
Even kijken hoe we dat doen met weefselontwerp.
Eén van de erg belangrijke sleuteltechnieken
zijn de zogenaamde geïnduceerde pluripotente stamcellen.
Ze zijn recent in Japan ontwikkeld.
Geïnduceerde pluripotente stamcellen dus.
Ze zien er sterk uit als embryonale stamcellen
maar dan zonder de controverse.
We induceren cellen, huidcellen bijvoorbeeld,
door er wat genen aan toe te voegen, ze op cultuur te zetten
en ze dan te oogsten.
Het zijn huidcellen die je kan foppen,
een soort cellulaire amnesie, tot ze weer embryonaal worden.
Maar dan zonder controverse, dat is cool punt nummer één.
Cool punt nummer twee is dat je er elke soort weefsel
uit kunt kweken: hersenen, hart, lever, je ziet het al,
maar dan uit jouw cellen.
We kunnen een model maken van je hart, je brein,
op een chip.
Weefsel maken met voorspelbare dichtheid en gedrag
is deel twee, dat erg belangrijk wordt
om deze modellen te laten aanvaarden voor medicijntesten.
Dit is een schema van een bioreactor die we in ons lab ontwikkelen
om weefsel te ontwerpen op meer modulaire, schaalbare wijze.
In de toekomst krijgen we parallelle versies hiervan op grote schaal,
met duizenden stukjes menselijk weefsel.
Het is als een klinische test op een chip.
Nog iets over die geïnduceerde pluripotente stamcellen:
als we huidcellen nemen, bijvoorbeeld,
van mensen met een erfelijke ziekte
en we er weefsel uit kweken,
kunnen we deze technieken van weefselontwerp
gebruiken om die ziekte te modelleren in het lab.
Dit voorbeeld komt uit het lab van Kevin Eggan in Harvard.
Hij heeft neuronen gegenereerd
uit geïnduceerde pluripotente stamcellen
van patiënten met de ziekte van Lou Gehrig.
Hij heeft er neuronen van gemaakt.
Het verbazende is dat deze neuronen ook symptomen van de ziekte hebben.
Met ziektemodellen als deze,
hebben we sneller een antwoord op de ziekte
dan ooit tevoren en ontdekken we medicijnen sneller.
Nog een voorbeeld van stamcellen van een patiënt
met retinitis pigmentosa,
degeneratie van het netvlies.
Die ziekte komt voor in mijn familie. Hopelijk helpen
dit soort cellen om een remedie te vinden.
Sommigen vinden dat dit allemaal mooi klinkt,
maar "Zijn ze echt zo goed als een rat?"
Een rat is een volwaardig organisme,
met netwerken van organen die interageren.
Een medicijn voor het hart kan in de lever worden omgezet
en sommige bijproducten kunnen in het vet worden opgeslagen.
Mis je dat alles niet met modellen van weefselontwerpen?
Dit is een andere trend in het domein.
Door technieken van weefselontwerp te combineren met microfluidica,
evolueert het domein net in die richting:
een model van het hele ecosysteem van het lichaam,
met meerdere orgaansystemen om te testen
hoe een medicijn dat je neemt voor je bloeddruk
invloed kan hebben op je lever of een antidepressivum op je hart.
Die systemen zijn moeilijk te bouwen, we beginnen nog maar net,
uitkijken dus.
Maar dat is niet alles. Als een medicijn is goedgekeurd,
kunnen we met technieken van weefselontwerp gepersonaliseerde behandelingen ontwerpen.
Misschien gaat dit voorbeeld je ooit aan,
ik hoop van niet,
want stel je voor dat je een telefoontje krijgt
met het slechte nieuws dat je kanker hebt.
Wil je dan niet testen of die kankermedicijnen
gaan werken voor jouw kanker?
Dit voorbeeld komt uit het lab van Karen Burg,
waar ze inkjet-technologie gebruiken om borstkankercellen te drukken
en er de progressie en behandeling van te bestuderen.
Collega's van ons bij Tufts vermengen modellen als deze
met weefselontworpen bot om te zien hoe kanker
van één deel van het lichaam naar het andere uitzaait.
Dat soort multi-weefsel-chips
wordt de volgende generatie voor dit soort studies.
Als je de modellen bekijkt die we net bespraken,
zie je, als je de evolutie bekijkt,
dat weefselontwerp goed geplaatst is om screening van medicijnen
op elk punt sterk te verbeteren:
ziektemodellen zorgen voor betere medicijnformules,
massief parallelle menselijke weefselmodellen zijn een revolutie voor de labtesten,
verminderen testen op dieren en testen op mensen in klinische proeven,
en geïndividualiseerde therapie
zet zelfs ons concept van wat een markt is op zijn kop.
We zorgen voor een dramatische versnelling van de feedback
tussen de ontwikkeling van een molecule
en het leren hoe die werkt in het menselijk lichaam.
Dat doen we door de transformatie
van biotechnologie en farmacologie naar informatietechnologie,
waardoor we medicijnen sneller ontdekken en evalueren,
goedkoper, en effectiever.
Het geeft een nieuwe lading aan 'modellen tegen proeven op dieren', niet?
Dankuwel. (Applaus)