Искам да говоря за бъдещето на медицината.
Но преди това нека ви кажа малко за миналото.
През по-голямата част от съвременната история на медицината
мислехме за болестите и лечението
опирайки се на един много опростен модел.
Моделът е толкова опростен,
че можем да го обобщим с шест думи:
имате болести, взимате хапчета, убивате нещо.
Причината този модел да е доминиращ
е антибиотичната революция.
Много от вас може би не знаят това, но празнуваме
стотната година от въвеждането на антибиотиците в САЩ.
Но това, което знаете,
е че това въвеждане е трансформирало разбиранията.
Имате химикал - с естествен природен произход
или изкуствено синтезиран в лабораторията -
който ще премине през тялото Ви,
ще намери целта си,
ще я атакува -
микроб или част от микроб- и ще блокира модела
на структурно съответствие "ключ-ключалка"
(lock-and-key теория на Фишер) много умело и прецизно.
Така болести, които преди са смятани за смъртоносни,
като например пневмония, сифилис, туберколоза,
стават лечими.
Имате пневмония,
взимате пеницилин,
убивате микробите
и лекувате заболяването.
Тази идея е била толкова съблазнителна,
а метафората за механизма за отключване и за това да се убие нещо
толкова силна,
че е разтърсила из основи биологията.
Трансформация като никоя друга.
Прекарали сме последните 100 години
опитвайки се да репликираме модела нееднократно
с неинфекциозните болести,
с хроничните заболявания като диабет, хипертония и сърдечни болести.
Имали сме успех, но само частично.
Нека ви покажа.
Ако разгледаме цялата съвкупност
от химични реакции в човешкото тяло,
всяка химична реакция, на която тялото Ви е способно,
повечето хора си мислят, че е от порядъка на милион.
Да кажем, че е милион.
А сега се питате
колко или каква част от реакциите
всъщност могат да бъдат обект
на цялата фармакопея, цялата медицинска химия?
Числото е 250.
Всичко останало е химична тъмнина.
С други думи 0.025 % от всички химични реакции в тялото Ви
са обект на блокиране на "механизма на отключване lock-and-key".
Ако мислим за човешката физиология
като за огромна световна телефонна мрежа
с взаимодействащи си възли и части,
то тогава цялата медицинска химия
се осъществява в един малък ъгъл
на ръба, на външния ръб на тези мрежа.
Все едно цялата ни фармацевтична химия
да бъде оператор в Уичита, Канзас,
който работи с 10 или 15 телефонни линии.
Какво да направим относно тази идея?
Ами ако реорганизираме този подход?
Оказва се, че природният свят
ни подсказва как можем да мислим за болестите
по радикално различен начин
от този "заболяване-лекарство-обект".
Всъщност природният свят е организиран йерархично отдолу нагоре,
не отгоре надолу, а отдолу нагоре
и започваме със саморегулираща се полуавтономна единица, наречена клетка.
От тези саморегулиращи се полуавтономни единици
се създават саморегулиращи се полуавтономни единици, наречени органи,
а тези органи се съединяват, за да образуват неща,
наречени хора и тези организми живеят в околна среда,
която е частично саморегулираща се и частично полуавтономна.
Това, което е хубаво за тази схема, тази йерархична схема,
построена отдолу нагоре, а не отгоре надолу,
е че ни позволява да мислим и за болестта
по един различен начин.
Да вземем едно заболяване като рака.
От 50-те години на XX век
правим отчаяни опити да приложим механизма "ключ-ключалка" за рака.
Опитваме се да убием клетки
чрез най-разнообразни химиотерапии или таргетирани терапии
и както повечето от нас знаят, имаме успех
по отношение на заболявания
като левкемия, някои форми на рака на гърдата,
но в крайна сметка се стига до прага на този подход.
Едва в последните десетина година
започнахме да мислим как да използваме имунната система,
запомняйки че раковите клетки не растат във вакуум,
а в човешки организъм.
Защо да не използваме способностите на организма,
фактът, че хората имат имунна система, за да атакуваме рака?
На тази база идват някои от най-добрите нови лекарства за лечение на рака.
Най-накрая идва и околната среда.
Не мислим за рака като за промяна на околната среда.
Нека ви дам пример за една изключително карценогенна среда.
Казва се затвор.
Вземете самотата, депресията, периода на затваряне
и прибавете
завит в малък бял лист хартия
един от най-силните невростимуланти, който познаваме, никотина,
прибавете едно от най-силните вещества на зависимост, които познавате
и имате прокарценогенна среда.
Но може да има и антикарценогенна среда.
Има опити да се създаде благоприятна среда,
да се промени хормоналния баланс за рака на гърдата, например.
Опитваме се да променим метаболния баланс за други форми на рака.
Вземете друго заболяване - депресията.
Тръгвайки пак отдолу нагоре
от 60-те и 70-те години на XX век отчаяно се опитваме
да изключим молекули, които функционират между нервните клетки -
серотонин, допамин -
така се опитваме да я лекуваме
и сме имали успех, но методът стигна своя праг.
Сега знаем, че това, което трябва да направим,
е да променим физиологията на органа, на мозъка,
да го пренастроим, премоделираме.
Сега знаем от многобройни изследвания,
че речевата терапия прави точно това -
те показват, че речевата терапия
е много по-ефикасна в комбинация с лекарства
отколкото са двете средства взети поотделно.
Можем ли да си представим по-имерсионна среда, която ще промени депресията?
Можем ли да изключим сигналите, които предизвикват депресия,
придвижвайки се отново нагоре по йерархичната верига?
Може би това, което е от значение,
е не лекарството, а метафората.
Вместо да убием нещо -
в случая на главните хронични дегенеративни заболявания като
бъбречна недостатъчност, диабет, хипертония, остеоартрит -
да променим метафората - да култивираме нещо.
Може би това е ключа
към преосмислянето на медицината.
Тази идея за промяна,
за създаване на перцептуална промяна,
ме осени по повод на личен въпрос преди 10 години.
Преди 10 години - аз винаги съм обичал да тичам -
излязох да тичам, една съботна сутрин,
върнах се и когато се събудих не можех да се движа.
Дясното ми коляно бе подуто
и се чуваше ужасяващо тракане на кости една в друга.
Едно от предимствата да си лекар е че можеш да поръчаш собствените си МРТ.
Направих си МРТ следващата седмица и изглеждаше така.
В общи линии менискусът на хрущяла, който е между костите,
бе напълно разкъсан и самата кост бе разпокъсана.
Ако ме гледате със съжаление,
нека ви кажа някои факти.
Ако направя МРТ на всеки в залата,
60 % от вас ще имат признаци на
костна дегенерация и хрущялна дегенерация като тази.
85 % от всички жени на 70 години
ще покажат признаци на умерена до изострена хрущялна дегенерация.
От 50 до 60 % от мъжете в тази зала
ще имат такива признаци.
Това е много често заболяване.
Второто предимство на това да си лекар,
е че можеш да експериментираш със собствените си болести.
Преди 10 години
започнахме процеса в лабораторията
и започнахме с обикновени експерименти,
опитвайки се механично да поправим тази дегенерация.
Опитахме се да инжектираме химикали в колянната област на животни,
за да се опитаме да забавим хрущялната дегенерация,
и за да направим кратко обобщение на един много дълъг и болезнен процес
- всъщност не се получи.
Нищо не се случи.
И ето че преди седем години имахме студент от Австралия.
Хубавото нещо на австралийците
е че те обикновено гледат света наопаки.
(Смях)
И така Дан ми предложи: "Знаеш ли, може би проблемът не е механичен.
Може би е химически. Може би е проблем на стволовите клетки."
С други думи той имаше две хипотези.
Първата е, че има такова нещо като мезенхимна стволова клетка -
мезенхимна стволова клетка, която изгражда целия гръбначен скелет,
костите, хрущялите и влакнестите елементи на скелета,
също както има стволови клетки в кръвта,
също както има стволови клетки в нервната система.
И втората е, че може би дегенерацията или дисфункцията на тази клетка
е това, което причинява остеохондрален артрит, много често срещано заболяване.
Така че въпросът наистина беше лекарство ли търсим,
когато би трябвало да търсим клетка.
Така че променихме модела
и започнахме да търсим мезенхимни стволови клетки.
Накратко,
преди пет години намерихме такива.
Те живеят в скелета.
Ето една схематична и една истинска снимка на една от тях.
Бялото нещо е кост,
а тези червени колони, които виждате и жълтите клетки
са клетки, които са се появили от една мезенхимна стволова клетка -
колони от хрущял, колони от кости излизащи от единствена клетка.
Тези клетки са изключителни. Те имат четири свойства.
Първото е, че живеят там, където се очаква да живеят.
Те живеят точно под повърхността на костта,
под хрущяла.
Знаете, че важното в биологията е локация, локация, локация.
Те се движат към съответните зони и образуват кости и хрущял.
Това е първото.
Ето едно интересно свойство.
Можете да ги извлечете от гръбначния скелет,
да ги култивирате в чинии Петри в лабораторията
и те са готови да образуват хрущял.
Не може да образуваме хрущял с любов или пари.
Е, тези клетки си умират да образуват хрущял.
Образуват собствени слоеве от хрущял около себе си.
Третото свойство е,
че са най-ефикасните техници на счупвания, които сме срещали.
Това е малка кост, кост на мишка, която счупихме
и оставихме да заздравее сама.
Тези стволови клетки са се намесили и са поправили костта - в жълто,
хрущяла - в бяло, почти изцяло.
До такава степен, че ако им сложите флуоресцентна боя,
може да ги видите като особено клетъчно лепило
в зоната на една фрактура,
поправяйки я локално и спирайки работата им.
Четвъртото е най-тревожното,
и то е, че броят им намалява значително,
десетократно, петдесетократно с възрастта.
Така че това, което наистина се е случило,
е че сме направили перцептуална промяна.
Ние сме търсели лекарства,
а сме намерили теории.
В някакъв смисъл
сме се върнали обратно към идеята -
клетки, организми, среди,
защото ние мислехме за костни стволови клетки,
за артрита като клетъчно заболяване.
И следващият въпрос беше има ли органи?
Може ли да се създадат като орган извън тялото?
Може ли да се имлантира хрущяла в областите на травмата?
И може би най-интересното,
може ли да се качим по-нагоре и да създадем среди?
Знаем, че упражненията премоделират костите,
но нека да си признаем, че никой няма да спортува.
Представяте ли си начини за пасивно прикачване и отстраняване на кости,
така че да прекултивирате или възстановите дегенериралия хрущял?
И може би още по-важен и интересен въпрос -
можем ли да приложим този модел по-общо извън медицината?
Както вече казах, залогът е не да се убие нещо,
а да се култивира нещо.
Мисля, че тази перспектива повдига някои от най-интересните въпроси
за това как да мислим за медицината в бъдещето.
Може ли Вашето лечение да бъде клетка, а не лекарство?
Как бихме могли да култивираме тези клетки?
Как да спрем разрастването на злокачествените клетки?
Чували сме за тези проблеми за предизвикан растеж.
Можем ли да присадим гени самоубийци в тези клетки,
за да спрем разрастването им?
Може ли лечението Ви да бъде орган създаден извън тялото,
който след това да се присади там?
Може ли така да спрем дегенерацията?
Ами ако един орган трябва да има памет?
При заболявания на нервната система някои от органите имаха памет.
Можем ли да реимплантираме тази памет?
Можем ли да съхраняваме тези органи?
Трябва ли всеки орган да се създаде за всеки човек индивидуално
и да се реимплантира?
И вероятно най-озадачаващият въпрос -
може ли лечението Ви да бъде среда?
Може ли да патентовате среда?
Знаете, че средата присъства във всяка култура,
шаманите са използвали средата като лекарство.
Можем ли да си представим това за бъдещето си?
Говорих много за модели. Започнах този разговор с модели.
Нека да завърша с някои мисли за изграждането на модели.
Това е, което правим като учени.
Знаете, че когато един архитект изгражда модел,
той или тя се опитва да ви покаже един свят в макет.
Но когато един учен изгражда модел,
той или тя се опитва да ви покаже света в метафора.
Той или тя се опитва да създаде нов начин на виждане.
Първата промяна е промяна в мащаба, втората е промяна във възприятието.
Антибиотиците създадоха такава промяна във възприятието
в нашия начин на мислене за медицината, че наистина объркаха много успешно
начинът по който мислим за медицината в последните 100 години.
Но ние имаме нужда от нови модели, за да мислим за медицината в бъдещето.
Това е залогът.
Знаете, че има едно клише, че
причината, поради която не сме имали трансформационна промяна
на лечение на болестите,
е защото нямаме достатъчно ефикасни лекарства
и това е частично вярно.
Но истинската причина може би е,
че нямаме достатъчно ефикасни начини на мислене за лекарствата.
Определено е вярно,
че би било прекрасно да имаме нови лекарства.
Но вероятно това, от което наистина имаме нужда,
са три неосезаеми "М" - механизми, модели, метафори.
Благодаря.
(Аплодисменти)
Крис Андерсън: Наистина харевам тази метафора.
Как се вписва?
В сферата на технологиите се говори много
за персонализираната медицина,
че имаме всички тези данни и че бъдещите лечения
ще бъдат конкретно за Вас, за Вашия геном, Вашия настоящ контекст.
Това отнася ли се за модела, който описахте?
Сидхарта Мукърджи: Много интересен въпрос.
Досега сме мислели за персонализираната медицина
до голяма степен в границите на геномиката.
Това е така, защото генът е доминираща метафора -
използвам отново тази дума - в съвременната медицина,
до такава степен, че мислим, че геномът ще доведе до персонализацията.
Но геномът, разбира се, е само дъното
от една дълга верига на съществуване, така да се каже.
Първата организирана единица от тази верига е клетката.
Ако трябва да лекуваме по този начин,
трябва да мислим за персонализирани клетъчни терапии,
органни терапии
и накрая за имерсионни терапии в дадена среда.
Мисля, че на всеки етап -
като в метафората "Има костенурки по целия път"
- в медицината има персонализация по целия път.
КА: Когато казвате, че лекарството може да е клетка,
а не хапче,
говорите потенциално за собствени клетки.
СМ: Точно така. КА: Стволови клетки,
може би използвани за тестване на всякакви лекарства и подготвени.
СМ: Няма "може би". Точно това правим.
Това се случва и всъщност бавно се придвижваме
не отдалечавайки се от геномиката, а интегрирайки я
в това, което наричаме многопластови, полу-автономни, саморегулиращи се системи
като клетки, органи и среди.
КА: Много Ви благодаря.
СМ: За мен беше удоволствие. Благодаря.