0:00:05.792,0:00:07.609
Привет всем!

0:00:07.610,0:00:09.392
Познакомьтесь, это Алана.

0:00:09.393,0:00:11.422
Когда ей было 11 лет,

0:00:11.423,0:00:16.349
во время игры в баскетбол[br]с ней произошёл ужасный случай.

0:00:16.790,0:00:21.115
Она упала, раздробив свою пателлу,[br]то есть коленную чашечку.

0:00:21.516,0:00:24.525
Её колено удалось собрать заново.

0:00:24.526,0:00:27.573
Хирурги заново собрали её колено[br]с помощью различных средств.

0:00:28.554,0:00:30.372
Она получила донорскую пателлу.

0:00:30.373,0:00:33.422
Ей сделали две связки[br]из куска её подколенного сухожилия,

0:00:33.673,0:00:36.501
две биополимерные связки

0:00:36.508,0:00:39.507
и металлические пластины,[br]чтобы удерживать всё вместе.

0:00:39.508,0:00:41.689
Она может ходить и не только,

0:00:41.690,0:00:45.616
она играет в баскетбол, софтбол,[br]занимается гимнастикой, чем угодно.

0:00:45.906,0:00:48.681
И если спросить её, она скажет,[br]что очень благодарна за то,

0:00:48.682,0:00:51.381
что может всё это делать.

0:00:51.592,0:00:53.441
Но у неё на всё есть своё мнение,

0:00:53.442,0:00:56.041
и она также вам скажет, что в будущем

0:00:56.042,0:00:59.460
она не представляет, что колени[br]будут восстанавливать таким же способом.

0:01:00.091,0:01:05.414
Она считает, что можно будет вырастить[br]свои собственные хрящи, связки и кости

0:01:05.415,0:01:08.199
из своих же собственных клеток.

0:01:08.200,0:01:10.599
И она планирует в этом участвовать.

0:01:10.600,0:01:14.992
Мы поговорим об этом попозже,[br]но я подумала,

0:01:14.992,0:01:21.203
что стóит представить,[br]как эта идея воплотится в жизнь.

0:01:22.103,0:01:25.312
Как же это всё начиналось? Тело 1.0.

0:01:25.313,0:01:28.904
Вот пример: это очень известный рисунок.

0:01:28.918,0:01:32.833
Это «Витрувианский человек»[br]Леонардо Да Винчи,

0:01:32.834,0:01:36.413
в котором он изобразил[br]схему человеческого тела,

0:01:36.414,0:01:38.845
вдохновлённый архитектурными рисунками.

0:01:38.846,0:01:41.107
Этот рисунок может служить символом

0:01:41.107,0:01:46.096
классического взгляда на тело,[br]характерного для разных культур.

0:01:47.166,0:01:49.493
Идею того, что тело — это единое целое,

0:01:50.663,0:01:53.546
которое можно подлатать,[br]но оно останется единым целым.

0:01:53.547,0:01:58.239
Например, египтяне использовали[br]морские ракушки для восстановления зубов,

0:01:58.240,0:02:00.713
индийцы и китайцы совершали[br]хирургические операции,

0:02:00.714,0:02:04.328
но по существу тело оставалось целым.

0:02:04.329,0:02:07.779
Тело было функциональной единицей,[br]цельной функциональной единицей.

0:02:07.780,0:02:11.429
Но в ХХ веке это начало меняться.

0:02:11.790,0:02:13.060
Что же произошло?

0:02:13.060,0:02:17.865
В 1924 году здесь в Германии[br]был изобретён первый аппарат для диализа.

0:02:18.285,0:02:24.352
В 1960 году хирург-ортопед из Бирмы[br]использовал протез из слоновой кости,

0:02:24.613,0:02:29.303
чтобы восстановить бедро[br]83-летней буддистской монахини.

0:02:29.924,0:02:33.315
В 1967 году была совершена[br]первая пересадка сердца.

0:02:33.316,0:02:38.021
Позже появились искусственное сердце,[br]искусственное колено, многое другое.

0:02:38.571,0:02:42.141
А сама идея изменилась существенно:

0:02:43.482,0:02:46.856
тело перестало быть[br]функциональной единицей,

0:02:46.857,0:02:50.556
мы как бы оказались на уровень глубже.

0:02:50.777,0:02:55.230
Аналогично тому, как сменные запчасти[br]и сборочные конвейеры

0:02:55.231,0:02:57.177
в корне изменили производство,

0:02:57.178,0:03:00.227
подобное произошло и в медицине:

0:03:00.228,0:03:04.419
если какая-то часть тела[br]переставала работать,

0:03:04.640,0:03:10.095
её можно было заменить[br]донорской или искусственной.

0:03:11.875,0:03:15.292
Но проблема в том —[br]и Алана это подтвердит, —

0:03:15.293,0:03:19.141
что любой инородный объект в теле[br]вызывает появление рубцовой ткани.

0:03:19.142,0:03:23.771
Тело видит в нём угрозу[br]и начинает атаковать.

0:03:24.182,0:03:26.582
Поэтому имплантаты такого рода

0:03:26.584,0:03:30.739
привели ко множеству интересных[br]исследований клеток и биоматериалов

0:03:30.740,0:03:34.239
для изучения взаимодействия объектов,[br]помещённых внутрь тела,

0:03:34.240,0:03:35.863
а также последствий этого.

0:03:35.864,0:03:40.226
Побочным результатом стало[br]появление новой области,

0:03:40.227,0:03:42.630
области биотканевой инженерии,

0:03:42.631,0:03:46.900
в которой клетки стали[br]функциональной единицей,

0:03:46.900,0:03:48.315
поскольку в конце концов

0:03:48.316,0:03:50.645
каждый из нас начинался с одной клетки

0:03:50.646,0:03:53.045
и именно так мы были изначально созданы.

0:03:53.046,0:03:56.702
Идея биологии развития:

0:03:56.703,0:04:00.451
«Давайте посмотрим, как это[br]происходит на клеточном уровне»,

0:04:00.981,0:04:04.050
оказала большое влияние на эту область,

0:04:04.050,0:04:05.749
так же как и биоматериалы

0:04:05.750,0:04:09.079
и обрывки знаний, полученные[br]из области трансплантологии.

0:04:09.080,0:04:14.589
Идея выращивания биологических протезов[br]вместо создания металлических

0:04:14.919,0:04:17.678
стала идеей тела 3.0.

0:04:18.209,0:04:22.064
Мы перешли от нетронутого тела[br]к телу с заменяемыми частями

0:04:22.065,0:04:26.632
и к выращиванию живых частей тела с нуля.

0:04:27.333,0:04:29.741
Выражение «с нуля» несколько неправильно,

0:04:29.742,0:04:33.519
поскольку на самом деле[br]инженеры биотканей — это клетки.

0:04:33.520,0:04:36.661
Инженеры биотканей испытывают[br]небольшой кризис самоопределения,

0:04:36.662,0:04:39.710
поскольку всю работу делают сами клетки.

0:04:39.711,0:04:42.389
С философской точки зрения произошёл сдвиг

0:04:42.390,0:04:47.161
от идеи «Давайте создадим бедренную кость»[br]к идее «Давайте создадим среду»,

0:04:47.551,0:04:50.625
как некий причудливый аквариум —[br]мы называем их биореакторами, —

0:04:50.640,0:04:54.614
который позволяет клеткам[br]самим создавать куски кости.

0:04:55.304,0:04:58.070
Это очень интересный философский сдвиг,

0:04:58.071,0:05:01.510
и он делает работу инженеров биотканей[br]крайне забавной и интересной.

0:05:01.511,0:05:06.930
А как известно, когда работа в радость,[br]можно делать удивительные вещи.

0:05:07.601,0:05:09.939
Я расскажу вам о своей работе.

0:05:09.939,0:05:12.161
Моя работа относится именно к сердцу,

0:05:12.162,0:05:15.619
поэтому как примеры сердец 1.0, 2.0 и 3.0

0:05:15.960,0:05:19.530
я покажу их изображения,[br]начиная с рисунка Леонардо,

0:05:19.531,0:05:22.289
затем изображения искусственного сердца.

0:05:22.290,0:05:26.175
Но на самом деле сердце 3.0 —[br]это образ будущего, когда будет возможно

0:05:26.176,0:05:31.195
печатать биоткани из биоматериалов[br]и создавать из них работающее сердце.

0:05:31.746,0:05:34.851
Но это в будущем.[br]Что же мы можем делать сейчас?

0:05:34.852,0:05:38.804
Это видеозапись кусочка биоткани,[br]который я создала для сердца

0:05:38.805,0:05:41.896
во время работы над диссертацией.[br]Как видите, оно бьётся.

0:05:41.896,0:05:43.621
Значительная часть моих исследований

0:05:43.621,0:05:48.074
была сосредоточена на вопросе:[br]как создать среду так,

0:05:48.595,0:05:52.058
чтобы клетки сердца знали, что делать?

0:05:52.549,0:05:53.952
Что действительно интересно,

0:05:53.953,0:05:59.055
не так уж много нужно, чтобы заставить[br]клетки делать свою работу.

0:05:59.716,0:06:01.726
Им просто нужны правильная пища,

0:06:01.727,0:06:04.646
правильный материал —[br]в данном случае коллаген —

0:06:04.647,0:06:08.950
и некоторые биофизические намёки,[br]в данном случае электрические сигналы.

0:06:09.231,0:06:10.830
Кости, как вы можете представить,

0:06:10.831,0:06:13.105
механически действуют совершенно по-иному,

0:06:13.106,0:06:15.458
поэтому в инженерии костных биотканей

0:06:15.459,0:06:17.315
много механической нагрузки.

0:06:17.315,0:06:20.924
Но в данном случае, благодаря пище[br]и току электрокардиостимулятора

0:06:20.925,0:06:24.337
клетки просто разбегались[br]и строили эту биоткань.

0:06:25.846,0:06:30.392
Основная цель биотканевой инженерии,[br]как я говорила раньше, —

0:06:30.393,0:06:34.089
это идея делать трансплантаты «на заказ».

0:06:34.840,0:06:39.761
Это очень здóрово и волнующе,[br]но я хочу дать вам понять,

0:06:39.761,0:06:42.567
что это лишь вершина айсберга.

0:06:43.567,0:06:48.465
В качестве примера можно взять[br]процесс тестирования лекарств.

0:06:48.466,0:06:51.351
Требуется более 10 лет[br]и более миллиарда долларов,

0:06:51.352,0:06:53.302
чтобы вывести лекарство на рынок.

0:06:53.303,0:06:57.159
И оно должно пройти[br]множество стадий этого процесса

0:06:57.160,0:07:00.257
от создания формул к лабораторным тестам,[br]испытаниям на животных,

0:07:00.257,0:07:05.452
затем клиническим исследованиям, которые[br]можно считать испытаниями на людях.

0:07:05.663,0:07:08.892
И чем позже лекарство[br]проваливается на одном из этапов,

0:07:08.893,0:07:12.794
тем более дорогим и более[br]потенциально опасным оно становится.

0:07:13.115,0:07:14.866
А если бы можно было использовать

0:07:14.867,0:07:19.180
кусочки искусственно созданной биоткани[br]как замену при испытаниях?

0:07:19.181,0:07:22.270
Можно было бы уменьшить[br]необходимость испытаний на животных,

0:07:22.271,0:07:25.854
а также и на людях.

0:07:25.855,0:07:29.216
Всё сводится к двум аспектам:[br]во-первых, мы не крысы, —

0:07:29.217,0:07:31.947
я из Нью-Йорка, поэтому это очень важно, —

0:07:31.948,0:07:36.195
но мы используем крыс, поскольку они[br]являются целостными организмами

0:07:36.196,0:07:39.774
и дают возможность увидеть,[br]как лекарство ведёт себя внутри тела.

0:07:39.775,0:07:44.125
А во-вторых, какими бы похожими[br]мы ни были друг на друга,

0:07:44.126,0:07:46.254
крохотные различия в наших ДНК

0:07:46.255,0:07:49.495
приводят к очень разным результатам[br]в том, как лекарства усваиваются

0:07:49.495,0:07:52.036
и какой эффект они оказывают.

0:07:52.076,0:07:53.716
Если мы сможем использовать

0:07:53.717,0:07:57.790
эти искусственно созданные[br]модели биотканей для испытаний

0:07:57.791,0:08:01.150
вместо испытаний на животных и людях,

0:08:01.651,0:08:05.923
тогда есть надежда, что удастся[br]сократить расходы и время,

0:08:05.924,0:08:09.721
необходимые на поиск[br]новых способов лечения.

0:08:10.292,0:08:14.633
Это схема биореактора,[br]который мы сейчас разрабатываем.

0:08:15.083,0:08:18.873
Если мы рассчитываем,[br]что фармацевтические компании

0:08:18.873,0:08:23.351
захотят использовать эти искусственно[br]созданные биоткани для испытаний

0:08:23.352,0:08:26.020
вместо испытаний на животных и людях,

0:08:26.021,0:08:28.242
они должны быть предсказуемыми

0:08:28.250,0:08:30.131
и их нужно уметь создавать

0:08:30.131,0:08:31.796
в широком диапазоне масштабов.

0:08:31.796,0:08:33.969
Это схема биореактора,

0:08:33.970,0:08:36.976
который наша лаборатория[br]разрабатывает именно с этой целью.

0:08:37.186,0:08:38.601
Он работает с помощью

0:08:38.602,0:08:41.582
открытых аппаратных средств вроде Arduino

0:08:41.601,0:08:45.431
и открытого программного обеспечения[br]на телефонах Android.

0:08:45.432,0:08:49.879
Мы очень хотим,[br]чтобы это работа продвигалась.

0:08:50.610,0:08:54.454
Представьте, если иметь[br]тысячи таких биореакторов сразу,

0:08:54.455,0:08:57.804
это будет похоже[br]на клинические испытания на чипе,

0:08:57.805,0:09:02.974
и можно сильно улучшить информацию,[br]которую мы получаем из биологии.

0:09:04.574,0:09:07.519
Это то, что касается создания[br]здоровых человеческих тканей.

0:09:07.520,0:09:11.107
А что, если бы мы могли[br]копировать больную ткань?

0:09:11.628,0:09:14.875
Кевин Игган из Гарварда[br]занимается именно этим:

0:09:14.876,0:09:19.707
используя клетки людей[br]с генами БАС, болезнью Лу Герига,

0:09:19.707,0:09:22.267
он выращивает нейроны из этих клеток,

0:09:22.267,0:09:25.527
и эти клетки ведут себя в лаборатории

0:09:25.528,0:09:30.087
подобно тому, как пациенты с БАС[br]ведут себя в жизни.

0:09:30.258,0:09:35.359
Если мы сможем выращивать больше[br]этих больных биотканей в лаборатории,

0:09:35.790,0:09:37.379
мы сможем гораздо больше узнать

0:09:37.380,0:09:40.392
о механизмах болезней и надёжно их лечить.

0:09:40.393,0:09:43.933
Это пример клетки роговицы,[br]созданной подобным способом.

0:09:43.934,0:09:46.822
Поскольку в моей семье[br]есть случаи пигментного ретинита,

0:09:46.823,0:09:49.239
меня этот вопрос очень волнует.

0:09:49.850,0:09:55.618
Но это лишь отдельные кусочки тканей:[br]сердце, печень, всё это.

0:09:55.619,0:09:58.343
А представьте себе,[br]возвращаясь обратно к крысе,

0:09:58.344,0:10:00.388
ведь крыса является целостным организмом,

0:10:00.389,0:10:04.520
и, как мы знаем, если принять[br]лекарство от давления,

0:10:04.521,0:10:08.108
оно влияет не только на сосуды,[br]но и на печень.

0:10:08.419,0:10:11.092
Антидепрессант может метаболизироваться

0:10:11.093,0:10:13.637
и отложиться в жировой ткани.

0:10:13.638,0:10:18.709
Сейчас учёные начинают создавать[br]микроскопические микрожидкостные системы,

0:10:18.709,0:10:21.180
в которых крохотные кусочки сердца,

0:10:21.180,0:10:24.559
печени, лёгких, кишечника[br]находятся на одной платформе,

0:10:24.559,0:10:27.369
и мы можем изучать эти взаимодействия.

0:10:27.640,0:10:30.990
Эта область только начинает развиваться,[br]так что следите за новостями.

0:10:31.311,0:10:35.245
А вот пример ряда клеток рака груди,

0:10:35.245,0:10:38.468
которые были изготовлены[br]с использованием струйных технологий.

0:10:38.669,0:10:39.949
Сколько из вас —

0:10:39.950,0:10:42.426
Господи, упаси нас получить сообщение,

0:10:42.427,0:10:45.892
что у кого-то из наших близких рак, —

0:10:45.893,0:10:49.399
но разве вы не хотели бы знать,[br]как конкретное лекарство действует

0:10:49.400,0:10:52.543
на ваш или мой конкретный рак?

0:10:52.804,0:10:55.229
Лаборатория Карена Бурга[br]занимается именно этим,

0:10:55.230,0:10:59.408
используя струйные технологии[br]для печати клеток рака груди на пластину.

0:10:59.649,0:11:03.812
А наши коллеги из университета Тафтса[br]используют подобные модели

0:11:03.813,0:11:05.389
костей из искусственной ткани,

0:11:05.390,0:11:07.982
чтобы изучать, как рак может[br]распространяться по телу.

0:11:07.983,0:11:11.340
Можно представить, что чипы,[br]которые мы видели на последнем слайде,

0:11:11.340,0:11:13.799
станут следующим поколением,

0:11:13.800,0:11:17.483
где раковые клетки и здоровую ткань[br]будут выращивать вместе.

0:11:18.954,0:11:25.039
Возвращаясь к этой идее, то есть[br]к выращиванию биотканей на поверхности,

0:11:25.520,0:11:31.547
мы стараемся вырастить новую пателлу,[br]новую связку, новую кость.

0:11:32.248,0:11:37.394
Мы выращиваем части человеческого тела,[br]но я надеюсь убедить вас,

0:11:37.395,0:11:40.666
что на самом деле то,[br]что мы делаем, гораздо больше.

0:11:40.667,0:11:43.097
Как побочный эффект этих исследований,

0:11:43.098,0:11:46.899
я верю, что мы на самом деле[br]трансформируем биотехнологию

0:11:47.050,0:11:50.583
в производственную[br]и информационную технологию.

0:11:52.214,0:11:55.372
Отделяя донорство органов[br]от доноров органов,

0:11:55.843,0:11:59.379
мы можем разорвать связь,[br]которая до сих пор была неразрывной

0:12:00.460,0:12:05.492
из-за совместимости[br]и жизнеспособности биотканей.

0:12:06.473,0:12:10.614
Благодаря способности[br]выращивать человеческие биоткани,

0:12:10.615,0:12:13.435
как здоровые, так и больные,

0:12:13.686,0:12:16.970
мы сможем гораздо точнее[br]ответить на вопросы

0:12:16.971,0:12:19.919
и получить больше информации,[br]чем когда-либо прежде,

0:12:19.920,0:12:24.212
о том, как лекарства повлияют на людей.

0:12:25.303,0:12:27.949
И тот факт, что всё это[br]происходит одновременно —

0:12:27.950,0:12:30.084
похожие прорывы происходят

0:12:30.085,0:12:32.371
в производстве,[br]в информационных технологиях —

0:12:32.372,0:12:35.745
тот факт, что существуют 3D-печать,[br]открытые аппаратные средства,

0:12:35.746,0:12:39.819
открытое программное обеспечение,[br]новые инструменты для сотрудничества, —

0:12:39.950,0:12:41.861
всё это так замечательно

0:12:41.861,0:12:44.977
и способствует дальнейшему[br]ещё более интересному сотрудничеству.

0:12:45.207,0:12:49.742
Как исследователь, который получает[br]удовольствие от работы в этой области,

0:12:50.723,0:12:56.359
я приглашаю вас поделиться[br]мыслями о том, каким будет тело 4.0.

0:12:56.679,0:12:58.209
Большое спасибо за ваше время.

0:12:58.209,0:12:59.181
(Аплодисменты)