Chcem vám porozprávať o budúcnosti medicíny.
Ešte predtým vám však chcem povedať niečo o jej minulosti.
Väčšinu nedávnej histórie medicíny sme o chorobe a liečbe premýšľali
v rámci veľmi jednoduchého modelu.
Vlastne, tento model je taký jednoduchý,
že by sa dal zhrnúť šiestimi slovami:
máte chorobu, zjedzte tabletku, zabite niečo.
Tento model je najrozšírenejší vďaka revolúcii, ktorú priniesli antibiotiká.
Mnohí z vás o tom možno nevedia,
ale práve oslavujeme sté výročie zavedenia antibiotík v USA.
Iste však viete, že ich zavedenie prinieslo veľkú zmenu.
Prišla chemikália, prírodná alebo umelo syntetizovaná v laboratóriu,
ktorá prúdila vaším telom,
našla svoj cieľ,
ktorým bol nejaký mikrób alebo jeho časť, zamerala sa naň,
a potom so znamenitou šikovnosťou a presnosťou otočila kľúčom v zámku.
Tým sa predtým smrteľná choroba,
ako zápal pľúc, syfilis, tuberkulóza,
zmenila na vyliečiteľnú alebo liečiteľnú.
Máte zápal pľúc,
dáte si penicilín,
zabijete mikrób
a vyliečite chorobu.
Táto myšlienka bola taká lákavá,
tá metafora so zámkom a kľúčom a zabíjaním taká silná,
že sa biológiou doslova prehnala.
Bola to jedinečná premena.
Posledných 100 rokov sme naozaj strávili snahou tento model opakovane aplikovať
pri neinfekčných a chronických chorobách
ako sú cukrovka, hypertenzia a srdcové choroby.
Fungovalo to, ale len čiastočne.
Ukážem vám to.
Viete, ak zoberiete celý vesmír chemických reakcií v ľudskom tele,
teda každú chemickú reakciu, ktorej je vaše telo schopné,
väčšina ľudí si myslí, že ich počet je niekde okolo milióna.
Povedzme, že je to milión.
A teraz sa pýtate, na aký počet alebo na akú časť reakcií
sa dokáže skutočne zamerať celý náš liekopis, celá medicínska chémia?
To číslo je 250.
Zvyšok je chemickou temnotou.
Inými slovami, iba 0,025 % všetkých chemických reakcií vo vašom tele
sa dá skutočne liečiť pomocou mechanizmu zámku a kľúča.
Ak si ľudské telo predstavíte ako obrovskú telefónnu sieť,
ktorá má interaktívne uzly a časti,
potom celá naša medicínska chémia funguje v jednom maličkom kútiku,
niekde úplne na pokraji takejto siete.
Je to akoby celá naša medicínska chémia prevádzkovala jeden telefónny stĺp
v meste Wichita v štáte Kansas
a hrala sa s asi 10 alebo 15 telefónnymi linkami.
Takže čo robíme s touto myšlienkou?
Čo ak by sme tento prístup zmenili?
Vlastne to vyzerá tak, že prírodný svet nám poskytuje príklad,
ako by sme mohli radikálne zmeniť naše zmýšľanie o chorobe,
namiesto modelu choroba, liek, zameranie.
Prírodný svet je hierarchicky organizovaný smerom nahor, nie nadol,
a preto začneme so samoregulačnou, semiautonómnou jednotkou nazývanou bunka.
Tieto samoregulačné, semiautonómne jednotky
tvoria samoregulačné, semiautonómne jednotky nazývané orgány,
ktoré spoločne vytvárajú organizmy nazývané ľudia,
a tieto organizmy žijú v prostrediach,
ktoré sú čiastočne samoregulačné a čiastočne semiautonómne.
Na hierarchickej schéme organizovanej smerom nahor, a nie nadol, je pekné to,
že nám umožňuje premýšľať o chorobe trochu iným spôsobom.
Zoberme si takú rakovinu.
Od 50. rokov sme sa pri nej dosť zúfalo snažili aplikovať model zámku a kľúča.
Snažili sme sa zabiť bunky chemoterapiou alebo inými cielenými terapiami,
a, ako väčšina z nás vie, fungovalo to.
Fungovalo to napríklad pri leukémii,
pri niektorých formách rakoviny prsníka,
ale nakoniec sme sa dostali po strop tohto prístupu.
Len asi tak pred 10 rokmi sme začali premýšľať o využití imunitného systému,
pretože sme si spomenuli, že rakovinové bunky nerastú vo vákuu.
V skutočnosti rastú v ľudskom organizme.
Mohli by sme použiť túto schopnosť organizmu,
teda fakt, že ľudia majú imunitný systém, a napadnúť rakovinu?
Vlastne nás to priviedlo k niekoľkým najúžasnejším novým liekom na rakovinu.
Nakoniec je tu ešte aj úroveň prostredia, však?
Viete, pri rakovine nepremýšľame nad zmenou prostredia.
Uvediem však príklad silno rakovinotvorného prostredia.
Nazýva sa väzenie.
Zoberte si osamelosť, depresiu, uväznenie
a pridajte k tomu niečo zašúľané v malom bielom liste papiera,
a to jeden z najsilnejších známych neurostimulantov, ktorý sa volá nikotín,
pridajte teda jednu z najnávykovejších známych látok,
a už máte rakovinotvorné prostredie.
Sú však aj prostredia s opačným účinkom.
Existujú pokusy vytvoriť prostredia, tzv. milieu,
napríklad zmeniť hormonálne milieu pre rakovinu prsníka.
Snažíme sa zmeniť metabolické milieu pre iné formy rakoviny.
Alebo si zoberte iné choroby, napríklad depresiu.
Znovu pôjdeme smerom nahor.
Od 60. a 70. rokov sme sa znovu zúfalo snažili vypnúť molekuly,
ktoré pracujú medzi nervovými bunkami,
ako sú sérotonín, dopamín,
a takto sme skúšali liečiť depresiu,
čo aj fungovalo, ale potom sme dosiahli strop.
Teraz vieme, že asi potrebujeme zmeniť fyziológiu orgánu, teda mozgu,
preprogramovať ho, presmerovať signály,
a mnoho štúdií ukázalo, že práve to robí terapia rozhovorom.
Navyše nám ukázali, že kombinácia terapie a liekov je oveľa efektívnejšia
ako každá z týchto vecí osamote.
Vieme si predstaviť prostredie, ktoré vťahuje ešte viac, a mení depresiu?
Môžeme zakázať vstup signálom, ktoré vyvolávajú depresiu?
Znovu sa pohybujeme nahor hierarchickou štruktúrou.
Možnože vlastne nejde o samotnú medicínu, ale o tú metaforu.
Možno namiesto zabíjania,
v prípade veľkých chronických degeneratívnych chorôb,
ako sú zlyhanie obličiek, cukrovka, hypertenzia, osteoartritída,
potrebujeme zmeniť metaforu na rast.
Možno to je kľúč k tomu,aby sme prehodnotili naše myslenie o medicíne.
Myšlienka, že potrebujeme zmenu, že potrebujeme posun vo vnímaní,
mi napadla z veľmi osobných dôvodov asi pred 10 rokmi.
Asi pred 10 rokmi som si bol v sobotu ráno zabehať, pričom som väčšinu života behal,
vrátil som sa, zobudil som sa a v podstate som sa nemohol hýbať.
Pravé koleno som mal opuchnuté
a bolo počuť to zlovestné škrípanie kosti o kosť.
Jednou z výhod, keď ste lekárom, je to, že si môžete objednať vlastnú MRI.
Bol som na nej na ďalší týždeň a tak to vyzeralo.
Chrupkovitá vložka v kĺboch, ktorá sa volá meniskus, sa natrhla
a samotná kosť sa roztrieštila.
Ak sa teraz na mňa pozeráte s ľútosťou,
musím vám povedať zopár faktov.
Ak by ma som na MRI vzal každého z vás,
60 % z vás by vykazovalo znaky takejto degenerácie kosti a chrupky.
Až 85 % žien do veku 70 rokov by malo miernu až vážnu degeneráciu chrupky.
50 až 60 % mužov v tomto publiku by tiež malo takéto príznaky.
Takže je to veľmi rozšírená choroba.
Ďalšia výhoda, keď ste lekár, je tá,
že máte šancu experimentovať na vlastných chorobách.
Takže asi pred 10 rokmi sme s tým začali.
Tento proces sme priniesli do laboratória,
začali sme robiť jednoduché pokusy
a snažili sme sa degeneráciu mechanicky opraviť.
Pokúšali sme sa zvieratám vstrekovať do kolien chemické látky,
ktoré mali zvrátiť degeneráciu chrupky,
a aby som krátko zhrnul tento veľmi dlhý a bolestný proces,
v podstate nám to bolo úplne nanič.
Nič sa nestalo.
A potom, pred asi 7 rokmi, k nám prišiel na výskum študent z Austrálie.
Na Austrálčanoch je fajn to,
že sú už zvyknutí pozerať sa na svet dolu hlavou.
(smiech)
Dan mi navrhol: „Vieš, možno to nie je mechanický problém.
Možno to nie je chemický problém. Možno je to problém kmeňových buniek.“
Inými slovami, mal dve hypotézy.
Prvá bola, že existuje kostná kmeňová bunka,
ktorá vytvára celú kostru stavovcov, kosti, chrupku a vláknitú zložku,
rovnako ako existuje kmeňová bunka v krvi a v nervovej sústave.
Druhá bola, že degenerácia alebo dysfunkcia tejto kmeňovej bunky
je možno príčinou osteoartritídy, ktorá je veľmi bežná.
Takže skutočná otázka bola to, či sme nehľadali pilulku,
keď sme v skutočnosti mali hľadať bunku.
Takže sme pozmenili naše modely
a začali sme hľadať kostné kmeňové bunky.
Tu to znovu skrátim a poviem vám,
že pred asi 5 rokmi sme tieto bunky našli.
Existujú v kostre.
Tu je schéma a potom skutočná fotografia jednej z nich.
To biele je kosť, a tie červené stĺpiky a žlté bunky sú bunky,
ktoré vznikli z jednej jedinej kostnej kmeňovej bunky.
Stĺpce chrupky a stĺpce kosti vznikajúce z jedinej bunky.
Tieto bunky sú fascinujúce. Majú štyri vlastnosti.
Prvá je tá, že žijú tam, kde by sme očakávali, že budú žiť.
Žijú priamo pod povrchom kosti, pod chrupkou.
Viete, v biológii ide o miesto, miesto, miesto.
Bunky sa sťahujú do vhodných oblastí a tvoria kosť a chrupku.
To je jedna vlastnosť.
Ďalšia vlastnosť je zaujímavá.
Môžete ich odobrať z kostry stavovcov,
kultivovať ich v Petriho miskách v laboratóriu,
a túžia vytvoriť chrupku.
Pamätáte si, ako sme nevedeli vytvoriť chrupku za lásku či peniaze?
Tieto bunky ju túžia vytvoriť.
Tvoria okolo seba vlastné zvitky chrupky.
Tretia vlastnosť je, že sú najefektívnejšími opravármi fraktúr,
na akých sme kedy narazili.
Toto je kostička myši, ktorú sme zlomili a nechali ju, nech sa sama zahojí.
Bunky skoro úplne opravili kosť, označenú žltou, a chrupku, označenú bielou.
Až tak, že keď ich označíte fluoreskujúcou farbou,
budú vyzerať ako nejaké zvláštne bunkové lepidlo,
ktoré sa dostáva do oblasti fraktúry,
lokálne ju opraví a potom svoju prácu ukončí.
Tá štvrtá vlastnosť je najzlovestnejšia,
lebo ich počet klesá náhle, desaťnásobne, päťdesiatnásobne,
počas toho, ako starnete.
Čiže v skutočnosti došlo k zmene vnímania.
Išli sme loviť tabletky,
a nakoniec sme našli teórie.
Istým spôsobom sme sa vrátili k myšlienke modelu bunky, organizmy, prostredia,
pretože teraz sme premýšľali o kostných kmeňových bunkách
a o artritíde sme premýšľali ako o chorobe buniek.
A potom prišla ďalšia otázka: sú tu orgány?
Môžeme toto vybudovať ako orgán mimo tela?
Vieme chrupku implantovať do poškodených oblastí?
A čo je možno ešte zaujímavejšie,
môžete ísť vyššie a vytvárať prostredia?
Vieme, že cvičenie môže zmeniť kosť,
ale hej, nikto z nás nebude cvičiť.
Viete si teda predstaviť pasívne zaťažovanie a odľahčovanie kosti tak,
že by ste dokázali znovu vytvoriť alebo regenerovať degenerujúcu chrupku?
Zaujímavejšia a dôležitejšia otázka je,
či tento model dokážeme aplikovať globálnejšie, mimo medicíny?
Ako som už povedal, nejde o to niečo zabiť, ale o to niečo vypestovať.
Podľa mňa tu vznikajú niektoré z najzaujímavejších otázok o tom,
ako premýšľame o medicíne budúcnosti.
Mohla by liekom byť bunka, a nie tabletka?
Ako by sme tieto bunky kultivovali?
Ako by sme zastavili zhubný rast týchto buniek?
Počuli sme o problémoch so spustením rastu.
Mohli by sme do týchto buniek vložiť samovražedné gény,
aby sme im zabránili rásť?
Mohol by liekom byť orgán, ktorý sa vytvorí mimo tela,
a potom sa vám implantuje?
Mohlo by to sčasti zastaviť degeneráciu?
Čo ak by orgán potreboval mať pamäť?
V prípade chorôb nervového systému niektoré z tých orgánov mali pamäť.
Ako by sme ju vedeli implantovať naspäť?
Mohli by sme tieto orgány skladovať?
Musel by byť každý orgán vytvorený každému človeku na mieru a potom mu implantovaný?
A čo je možno najväčšia záhada:
mohlo by liečbou byť prostredie?
Mohli by ste si prostredia patentovať?
V každej kultúre používali šamani prostredia ako liečbu.
Vedeli by sme si to predstaviť v našej budúcnosti?
Veľa som hovoril o modeloch. Túto prednášku som nimi začal.
Preto mi dovoľte skončiť niekoľkými myšlienkami o tvorbe modelov.
Tým sa ako vedci zaoberáme.
Viete, keď model buduje architekt,
snaží sa vám ukázať svet ako miniatúru.
Keď však model vytvára vedec,
pokúša sa vám ukázať svet ako metaforu.
Snaží sa vytvoriť nový spôsob, ako sa na veci pozerať.
To prvé je zmena veľkosti. To druhé je zmena vnímania.
Antibiotiká priniesli takú zmenu vnímania medicíny,
že veľmi úspešne zafarbili a skreslili to,
ako sme o nej za posledných sto rokov premýšľali.
Potrebujeme však nové modely premýšľania o medicíne v budúcnosti.
O tom to je.
Viete, existuje populárne tvrdenie,
že stále nemáme veľký vplyv na liečbu choroby preto,
že nemáme dosť silné lieky,
čo je sčasti pravda.
Možno je však skutočným dôvodom to,
že nemáme dosť silné spôsoby premýšľania o liekoch.
Je iste pravda, že by bolo skvelé mať nové lieky.
Možno však v skutočnosti ide o tri abstraktnejšie M-ká:
mechanizmy, modely, metafory.
Ďakujem.
(potlesk)
Chris Anderson: Veľmi sa mi páči táto metafora.
Aký má súvis?
V oblasti technológií sa veľa diskutuje o personalizácii medicíny,
o tom, že máme všetky možné údaje a že liečby budúcnosti budú určené
špecificky pre vás, váš genóm, váš momentálny kontext.
Ako tento model zapadá do toho, čo tu máte vy?
Siddhartha Mukherjee: To je veľmi zaujímavá otázka.
O personalizácii medicíny sme dosť premýšľali v spojitosti s genomikou.
Gén je v dnešnej medicíne taká silná metafora, aby som použil rovnaké slovo,
že si myslíme, že genóm bude poháňať personalizáciu medicíny.
Genóm je samozrejme iba na začiatku dlhého reťazca bytia.
Jeho prvá organizovaná jednotka je bunka.
Takže ak naozaj chceme vykonávať medicínu takto,
musíme premýšľať o personalizácii bunkových terapií
a potom o personalizácii orgánov alebo terapií organizmu
a nakoniec o personalizácii hĺbkových terapií pre prostredie.
Myslím si, že na každom stupni, viete...
je tu tá metafora o korytnačkách odvrchu až nadol.
Tu je to personalizácia odvrchu až nadol.
CA: Takže keď hovoríte, že medicína by mohla byť o bunke a nie o pilulke,
hovoríte teoreticky o svojich vlastných bunkách.
SM: V každom prípade. CA: Čiže bunky zmenené na kmeňové bunky,
možno testované proti rôznym liekom a podobne, a pripravené.
SM: Nie je tam žiadne možno. Toto naozaj robíme.
Toto sa deje a vlastne namiesto vzďaľovania sa od genomiky,
ju začleňujeme do toho,
čo voláme multisystémové, semiautonómne, samoregulačné systémy,
ako sú bunky, orgány a prostredia.
CA: Ďakujem veľmi pekne.
SM: Bolo mi cťou. Vďaka.
(potlesk)
[TED kniha Zákony medicíny od Siddharthu Mukherjee je v predaji.]