WEBVTT

00:00:05.792 --> 00:00:07.609
Привет всем!

00:00:07.610 --> 00:00:09.392
Познакомьтесь, это Алана.

00:00:09.393 --> 00:00:11.422
Когда ей было 11 лет,

00:00:11.423 --> 00:00:16.349
во время игры в баскетбол
с ней произошёл ужасный случай.

00:00:16.790 --> 00:00:21.115
Она упала, раздробив свою пателлу,
то есть коленную чашечку.

00:00:21.516 --> 00:00:24.525
Её колено удалось собрать заново.

00:00:24.526 --> 00:00:27.573
Хирурги заново собрали её колено
с помощью различных средств.

00:00:28.554 --> 00:00:30.372
Она получила донорскую пателлу.

00:00:30.373 --> 00:00:33.422
Ей сделали две связки
из куска её подколенного сухожилия,

00:00:33.673 --> 00:00:36.501
две биополимерные связки

00:00:36.508 --> 00:00:39.507
и металлические пластины,
чтобы удерживать всё вместе.

00:00:39.508 --> 00:00:41.689
Она может ходить и не только,

00:00:41.690 --> 00:00:45.616
она играет в баскетбол, софтбол,
занимается гимнастикой, чем угодно.

00:00:45.906 --> 00:00:48.681
И если спросить её, она скажет,
что очень благодарна за то,

00:00:48.682 --> 00:00:51.381
что может всё это делать.

00:00:51.592 --> 00:00:53.441
Но у неё на всё есть своё мнение,

00:00:53.442 --> 00:00:56.041
и она также вам скажет, что в будущем

00:00:56.042 --> 00:00:59.460
она не представляет, что колени
будут восстанавливать таким же способом.

00:01:00.091 --> 00:01:05.414
Она считает, что можно будет вырастить
свои собственные хрящи, связки и кости

00:01:05.415 --> 00:01:08.199
из своих же собственных клеток.

00:01:08.200 --> 00:01:10.599
И она планирует в этом участвовать.

00:01:10.600 --> 00:01:14.992
Мы поговорим об этом попозже,
но я подумала,

00:01:14.992 --> 00:01:21.203
что стóит представить,
как эта идея воплотится в жизнь.

00:01:22.103 --> 00:01:25.312
Как же это всё начиналось? Тело 1.0.

00:01:25.313 --> 00:01:28.904
Вот пример: это очень известный рисунок.

00:01:28.918 --> 00:01:32.833
Это «Витрувианский человек»
Леонардо Да Винчи,

00:01:32.834 --> 00:01:36.413
в котором он изобразил
схему человеческого тела,

00:01:36.414 --> 00:01:38.845
вдохновлённый архитектурными рисунками.

00:01:38.846 --> 00:01:41.107
Этот рисунок может служить символом

00:01:41.107 --> 00:01:46.096
классического взгляда на тело,
характерного для разных культур.

00:01:47.166 --> 00:01:49.493
Идею того, что тело — это единое целое,

00:01:50.663 --> 00:01:53.546
которое можно подлатать,
но оно останется единым целым.

00:01:53.547 --> 00:01:58.239
Например, египтяне использовали
морские ракушки для восстановления зубов,

00:01:58.240 --> 00:02:00.713
индийцы и китайцы совершали
хирургические операции,

00:02:00.714 --> 00:02:04.328
но по существу тело оставалось целым.

00:02:04.329 --> 00:02:07.779
Тело было функциональной единицей,
цельной функциональной единицей.

00:02:07.780 --> 00:02:11.429
Но в ХХ веке это начало меняться.

00:02:11.790 --> 00:02:13.060
Что же произошло?

00:02:13.060 --> 00:02:17.865
В 1924 году здесь в Германии
был изобретён первый аппарат для диализа.

00:02:18.285 --> 00:02:24.352
В 1960 году хирург-ортопед из Бирмы
использовал протез из слоновой кости,

00:02:24.613 --> 00:02:29.303
чтобы восстановить бедро
83-летней буддистской монахини.

00:02:29.924 --> 00:02:33.315
В 1967 году была совершена
первая пересадка сердца.

00:02:33.316 --> 00:02:38.021
Позже появились искусственное сердце,
искусственное колено, многое другое.

00:02:38.571 --> 00:02:42.141
А сама идея изменилась существенно:

00:02:43.482 --> 00:02:46.856
тело перестало быть
функциональной единицей,

00:02:46.857 --> 00:02:50.556
мы как бы оказались на уровень глубже.

00:02:50.777 --> 00:02:55.230
Аналогично тому, как сменные запчасти
и сборочные конвейеры

00:02:55.231 --> 00:02:57.177
в корне изменили производство,

00:02:57.178 --> 00:03:00.227
подобное произошло и в медицине:

00:03:00.228 --> 00:03:04.419
если какая-то часть тела
переставала работать,

00:03:04.640 --> 00:03:10.095
её можно было заменить
донорской или искусственной.

00:03:11.875 --> 00:03:15.292
Но проблема в том —
и Алана это подтвердит, —

00:03:15.293 --> 00:03:19.141
что любой инородный объект в теле
вызывает появление рубцовой ткани.

00:03:19.142 --> 00:03:23.771
Тело видит в нём угрозу
и начинает атаковать.

00:03:24.182 --> 00:03:26.582
Поэтому имплантаты такого рода

00:03:26.584 --> 00:03:30.739
привели ко множеству интересных
исследований клеток и биоматериалов

00:03:30.740 --> 00:03:34.239
для изучения взаимодействия объектов,
помещённых внутрь тела,

00:03:34.240 --> 00:03:35.863
а также последствий этого.

00:03:35.864 --> 00:03:40.226
Побочным результатом стало
появление новой области,

00:03:40.227 --> 00:03:42.630
области биотканевой инженерии,

00:03:42.631 --> 00:03:46.900
в которой клетки стали
функциональной единицей,

00:03:46.900 --> 00:03:48.315
поскольку в конце концов

00:03:48.316 --> 00:03:50.645
каждый из нас начинался с одной клетки

00:03:50.646 --> 00:03:53.045
и именно так мы были изначально созданы.

00:03:53.046 --> 00:03:56.702
Идея биологии развития:

00:03:56.703 --> 00:04:00.451
«Давайте посмотрим, как это
происходит на клеточном уровне»,

00:04:00.981 --> 00:04:04.050
оказала большое влияние на эту область,

00:04:04.050 --> 00:04:05.749
так же как и биоматериалы

00:04:05.750 --> 00:04:09.079
и обрывки знаний, полученные
из области трансплантологии.

00:04:09.080 --> 00:04:14.589
Идея выращивания биологических протезов
вместо создания металлических

00:04:14.919 --> 00:04:17.678
стала идеей тела 3.0.

00:04:18.209 --> 00:04:22.064
Мы перешли от нетронутого тела
к телу с заменяемыми частями

00:04:22.065 --> 00:04:26.632
и к выращиванию живых частей тела с нуля.

00:04:27.333 --> 00:04:29.741
Выражение «с нуля» несколько неправильно,

00:04:29.742 --> 00:04:33.519
поскольку на самом деле
инженеры биотканей — это клетки.

00:04:33.520 --> 00:04:36.661
Инженеры биотканей испытывают
небольшой кризис самоопределения,

00:04:36.662 --> 00:04:39.710
поскольку всю работу делают сами клетки.

00:04:39.711 --> 00:04:42.389
С философской точки зрения произошёл сдвиг

00:04:42.390 --> 00:04:47.161
от идеи «Давайте создадим бедренную кость»
к идее «Давайте создадим среду»,

00:04:47.551 --> 00:04:50.625
как некий причудливый аквариум —
мы называем их биореакторами, —

00:04:50.640 --> 00:04:54.614
который позволяет клеткам
самим создавать куски кости.

00:04:55.304 --> 00:04:58.070
Это очень интересный философский сдвиг,

00:04:58.071 --> 00:05:01.510
и он делает работу инженеров биотканей
крайне забавной и интересной.

00:05:01.511 --> 00:05:06.930
А как известно, когда работа в радость,
можно делать удивительные вещи.

00:05:07.601 --> 00:05:09.939
Я расскажу вам о своей работе.

00:05:09.939 --> 00:05:12.161
Моя работа относится именно к сердцу,

00:05:12.162 --> 00:05:15.619
поэтому как примеры сердец 1.0, 2.0 и 3.0

00:05:15.960 --> 00:05:19.530
я покажу их изображения,
начиная с рисунка Леонардо,

00:05:19.531 --> 00:05:22.289
затем изображения искусственного сердца.

00:05:22.290 --> 00:05:26.175
Но на самом деле сердце 3.0 —
это образ будущего, когда будет возможно

00:05:26.176 --> 00:05:31.195
печатать биоткани из биоматериалов
и создавать из них работающее сердце.

00:05:31.746 --> 00:05:34.851
Но это в будущем.
Что же мы можем делать сейчас?

00:05:34.852 --> 00:05:38.804
Это видеозапись кусочка биоткани,
который я создала для сердца

00:05:38.805 --> 00:05:41.896
во время работы над диссертацией.
Как видите, оно бьётся.

00:05:41.896 --> 00:05:43.621
Значительная часть моих исследований

00:05:43.621 --> 00:05:48.074
была сосредоточена на вопросе:
как создать среду так,

00:05:48.595 --> 00:05:52.058
чтобы клетки сердца знали, что делать?

00:05:52.549 --> 00:05:53.952
Что действительно интересно,

00:05:53.953 --> 00:05:59.055
не так уж много нужно, чтобы заставить
клетки делать свою работу.

00:05:59.716 --> 00:06:01.726
Им просто нужны правильная пища,

00:06:01.727 --> 00:06:04.646
правильный материал —
в данном случае коллаген —

00:06:04.647 --> 00:06:08.950
и некоторые биофизические намёки,
в данном случае электрические сигналы.

00:06:09.231 --> 00:06:10.830
Кости, как вы можете представить,

00:06:10.831 --> 00:06:13.105
механически действуют совершенно по-иному,

00:06:13.106 --> 00:06:15.458
поэтому в инженерии костных биотканей

00:06:15.459 --> 00:06:17.315
много механической нагрузки.

00:06:17.315 --> 00:06:20.924
Но в данном случае, благодаря пище
и току электрокардиостимулятора

00:06:20.925 --> 00:06:24.337
клетки просто разбегались
и строили эту биоткань.

00:06:25.846 --> 00:06:30.392
Основная цель биотканевой инженерии,
как я говорила раньше, —

00:06:30.393 --> 00:06:34.089
это идея делать трансплантаты «на заказ».

00:06:34.840 --> 00:06:39.761
Это очень здóрово и волнующе,
но я хочу дать вам понять,

00:06:39.761 --> 00:06:42.567
что это лишь вершина айсберга.

00:06:43.567 --> 00:06:48.465
В качестве примера можно взять
процесс тестирования лекарств.

00:06:48.466 --> 00:06:51.351
Требуется более 10 лет
и более миллиарда долларов,

00:06:51.352 --> 00:06:53.302
чтобы вывести лекарство на рынок.

00:06:53.303 --> 00:06:57.159
И оно должно пройти
множество стадий этого процесса

00:06:57.160 --> 00:07:00.257
от создания формул к лабораторным тестам,
испытаниям на животных,

00:07:00.257 --> 00:07:05.452
затем клиническим исследованиям, которые
можно считать испытаниями на людях.

00:07:05.663 --> 00:07:08.892
И чем позже лекарство
проваливается на одном из этапов,

00:07:08.893 --> 00:07:12.794
тем более дорогим и более
потенциально опасным оно становится.

00:07:13.115 --> 00:07:14.866
А если бы можно было использовать

00:07:14.867 --> 00:07:19.180
кусочки искусственно созданной биоткани
как замену при испытаниях?

00:07:19.181 --> 00:07:22.270
Можно было бы уменьшить
необходимость испытаний на животных,

00:07:22.271 --> 00:07:25.854
а также и на людях.

00:07:25.855 --> 00:07:29.216
Всё сводится к двум аспектам:
во-первых, мы не крысы, —

00:07:29.217 --> 00:07:31.947
я из Нью-Йорка, поэтому это очень важно, —

00:07:31.948 --> 00:07:36.195
но мы используем крыс, поскольку они
являются целостными организмами

00:07:36.196 --> 00:07:39.774
и дают возможность увидеть,
как лекарство ведёт себя внутри тела.

00:07:39.775 --> 00:07:44.125
А во-вторых, какими бы похожими
мы ни были друг на друга,

00:07:44.126 --> 00:07:46.254
крохотные различия в наших ДНК

00:07:46.255 --> 00:07:49.495
приводят к очень разным результатам
в том, как лекарства усваиваются

00:07:49.495 --> 00:07:52.036
и какой эффект они оказывают.

00:07:52.076 --> 00:07:53.716
Если мы сможем использовать

00:07:53.717 --> 00:07:57.790
эти искусственно созданные
модели биотканей для испытаний

00:07:57.791 --> 00:08:01.150
вместо испытаний на животных и людях,

00:08:01.651 --> 00:08:05.923
тогда есть надежда, что удастся
сократить расходы и время,

00:08:05.924 --> 00:08:09.721
необходимые на поиск
новых способов лечения.

00:08:10.292 --> 00:08:14.633
Это схема биореактора,
который мы сейчас разрабатываем.

00:08:15.083 --> 00:08:18.873
Если мы рассчитываем,
что фармацевтические компании

00:08:18.873 --> 00:08:23.351
захотят использовать эти искусственно
созданные биоткани для испытаний

00:08:23.352 --> 00:08:26.020
вместо испытаний на животных и людях,

00:08:26.021 --> 00:08:28.242
они должны быть предсказуемыми

00:08:28.250 --> 00:08:30.131
и их нужно уметь создавать

00:08:30.131 --> 00:08:31.796
в широком диапазоне масштабов.

00:08:31.796 --> 00:08:33.969
Это схема биореактора,

00:08:33.970 --> 00:08:36.976
который наша лаборатория
разрабатывает именно с этой целью.

00:08:37.186 --> 00:08:38.601
Он работает с помощью

00:08:38.602 --> 00:08:41.582
открытых аппаратных средств вроде Arduino

00:08:41.601 --> 00:08:45.431
и открытого программного обеспечения
на телефонах Android.

00:08:45.432 --> 00:08:49.879
Мы очень хотим,
чтобы это работа продвигалась.

00:08:50.610 --> 00:08:54.454
Представьте, если иметь
тысячи таких биореакторов сразу,

00:08:54.455 --> 00:08:57.804
это будет похоже
на клинические испытания на чипе,

00:08:57.805 --> 00:09:02.974
и можно сильно улучшить информацию,
которую мы получаем из биологии.

00:09:04.574 --> 00:09:07.519
Это то, что касается создания
здоровых человеческих тканей.

00:09:07.520 --> 00:09:11.107
А что, если бы мы могли
копировать больную ткань?

00:09:11.628 --> 00:09:14.875
Кевин Игган из Гарварда
занимается именно этим:

00:09:14.876 --> 00:09:19.707
используя клетки людей
с генами БАС, болезнью Лу Герига,

00:09:19.707 --> 00:09:22.267
он выращивает нейроны из этих клеток,

00:09:22.267 --> 00:09:25.527
и эти клетки ведут себя в лаборатории

00:09:25.528 --> 00:09:30.087
подобно тому, как пациенты с БАС
ведут себя в жизни.

00:09:30.258 --> 00:09:35.359
Если мы сможем выращивать больше
этих больных биотканей в лаборатории,

00:09:35.790 --> 00:09:37.379
мы сможем гораздо больше узнать

00:09:37.380 --> 00:09:40.392
о механизмах болезней и надёжно их лечить.

00:09:40.393 --> 00:09:43.933
Это пример клетки роговицы,
созданной подобным способом.

00:09:43.934 --> 00:09:46.822
Поскольку в моей семье
есть случаи пигментного ретинита,

00:09:46.823 --> 00:09:49.239
меня этот вопрос очень волнует.

00:09:49.850 --> 00:09:55.618
Но это лишь отдельные кусочки тканей:
сердце, печень, всё это.

00:09:55.619 --> 00:09:58.343
А представьте себе,
возвращаясь обратно к крысе,

00:09:58.344 --> 00:10:00.388
ведь крыса является целостным организмом,

00:10:00.389 --> 00:10:04.520
и, как мы знаем, если принять
лекарство от давления,

00:10:04.521 --> 00:10:08.108
оно влияет не только на сосуды,
но и на печень.

00:10:08.419 --> 00:10:11.092
Антидепрессант может метаболизироваться

00:10:11.093 --> 00:10:13.637
и отложиться в жировой ткани.

00:10:13.638 --> 00:10:18.709
Сейчас учёные начинают создавать
микроскопические микрожидкостные системы,

00:10:18.709 --> 00:10:21.180
в которых крохотные кусочки сердца,

00:10:21.180 --> 00:10:24.559
печени, лёгких, кишечника
находятся на одной платформе,

00:10:24.559 --> 00:10:27.369
и мы можем изучать эти взаимодействия.

00:10:27.640 --> 00:10:30.990
Эта область только начинает развиваться,
так что следите за новостями.

00:10:31.311 --> 00:10:35.245
А вот пример ряда клеток рака груди,

00:10:35.245 --> 00:10:38.468
которые были изготовлены
с использованием струйных технологий.

00:10:38.669 --> 00:10:39.949
Сколько из вас —

00:10:39.950 --> 00:10:42.426
Господи, упаси нас получить сообщение,

00:10:42.427 --> 00:10:45.892
что у кого-то из наших близких рак, —

00:10:45.893 --> 00:10:49.399
но разве вы не хотели бы знать,
как конкретное лекарство действует

00:10:49.400 --> 00:10:52.543
на ваш или мой конкретный рак?

00:10:52.804 --> 00:10:55.229
Лаборатория Карена Бурга
занимается именно этим,

00:10:55.230 --> 00:10:59.408
используя струйные технологии
для печати клеток рака груди на пластину.

00:10:59.649 --> 00:11:03.812
А наши коллеги из университета Тафтса
используют подобные модели

00:11:03.813 --> 00:11:05.389
костей из искусственной ткани,

00:11:05.390 --> 00:11:07.982
чтобы изучать, как рак может
распространяться по телу.

00:11:07.983 --> 00:11:11.340
Можно представить, что чипы,
которые мы видели на последнем слайде,

00:11:11.340 --> 00:11:13.799
станут следующим поколением,

00:11:13.800 --> 00:11:17.483
где раковые клетки и здоровую ткань
будут выращивать вместе.

00:11:18.954 --> 00:11:25.039
Возвращаясь к этой идее, то есть
к выращиванию биотканей на поверхности,

00:11:25.520 --> 00:11:31.547
мы стараемся вырастить новую пателлу,
новую связку, новую кость.

00:11:32.248 --> 00:11:37.394
Мы выращиваем части человеческого тела,
но я надеюсь убедить вас,

00:11:37.395 --> 00:11:40.666
что на самом деле то,
что мы делаем, гораздо больше.

00:11:40.667 --> 00:11:43.097
Как побочный эффект этих исследований,

00:11:43.098 --> 00:11:46.899
я верю, что мы на самом деле
трансформируем биотехнологию

00:11:47.050 --> 00:11:50.583
в производственную
и информационную технологию.

00:11:52.214 --> 00:11:55.372
Отделяя донорство органов
от доноров органов,

00:11:55.843 --> 00:11:59.379
мы можем разорвать связь,
которая до сих пор была неразрывной

00:12:00.460 --> 00:12:05.492
из-за совместимости
и жизнеспособности биотканей.

00:12:06.473 --> 00:12:10.614
Благодаря способности
выращивать человеческие биоткани,

00:12:10.615 --> 00:12:13.435
как здоровые, так и больные,

00:12:13.686 --> 00:12:16.970
мы сможем гораздо точнее
ответить на вопросы

00:12:16.971 --> 00:12:19.919
и получить больше информации,
чем когда-либо прежде,

00:12:19.920 --> 00:12:24.212
о том, как лекарства повлияют на людей.

00:12:25.303 --> 00:12:27.949
И тот факт, что всё это
происходит одновременно —

00:12:27.950 --> 00:12:30.084
похожие прорывы происходят

00:12:30.085 --> 00:12:32.371
в производстве,
в информационных технологиях —

00:12:32.372 --> 00:12:35.745
тот факт, что существуют 3D-печать,
открытые аппаратные средства,

00:12:35.746 --> 00:12:39.819
открытое программное обеспечение,
новые инструменты для сотрудничества, —

00:12:39.950 --> 00:12:41.861
всё это так замечательно

00:12:41.861 --> 00:12:44.977
и способствует дальнейшему
ещё более интересному сотрудничеству.

00:12:45.207 --> 00:12:49.742
Как исследователь, который получает
удовольствие от работы в этой области,

00:12:50.723 --> 00:12:56.359
я приглашаю вас поделиться
мыслями о том, каким будет тело 4.0.

00:12:56.679 --> 00:12:58.209
Большое спасибо за ваше время.

00:12:58.209 --> 00:12:59.181
(Аплодисменты)