Jag vill tala med er om medicinforskningens framtid.
Men först vill jag tala lite grann om det förflutna.
Genom det mesta av medicinforskningens närmaste historia
har vi tänkt på sjukdom och behandling
med hjälp av en väldigt enkel modell.
Modellen är faktiskt så enkel
att du kan sammanfatta den med sex ord:
Få sjukdom, ta piller, döda någonting.
Anledningen till att modellen dominerar
är så klart revolutionen med antibiotika.
Ni kanske inte vet om det här, men vi firar faktiskt
hundra år sedan antibiotika introducerades i USA.
Vad ni däremot vet är att introduktionen förändrade allt.
Vi hade en kemikalie, antingen en naturlig
eller en konstgjord, tillverkad i labbet,
och den skulle åka igenom din kropp,
hitta sitt mål,
fokusera på målet –
en mikroorganism, eller en del av en mikroorganism –
och sedan inaktivera ett lås och dess nyckel,
med utomordentlig skicklighet, utomordentlig exakthet.
Och vi kunde ta en tidigare ödesdiger, dödlig sjukdom
som lunginflammation, syfilis eller tuberkulos,
och omvandla den till en sjukdom som gick att bota.
Har man lunginflammation
tar man penicillin,
dödar mikroorganismen
och botar sjukdomen.
Så tilltalande var idén,
så stark var metaforen med lås och nyckel och att döda någonting
att den spred sig snabbt inom biologin.
Det var en säregen förändring.
Och vi har spenderat de senaste hundra åren
med att försöka återskapa modellen om och om igen
för icke smittsamma sjukdomar, för kroniska sjukdomar
som diabetes, högt blodtryck och hjärtsjukdomar.
Och det har fungerat, men bara delvis.
Jag ska visa er.
Om man tänker sig alla kemiska reaktioner i människans kropp,
alla kemiska reaktioner kroppen kan skapa,
de flesta tror att det rör sig om ungefär en miljon,
vi kan säga en miljon.
Ställ dig nu frågan:
Hur många av dessa reaktioner kan bli hittade
med hela läkemedelsförteckningen och all medicinsk kemi?
Den siffran ligger på 250.
Resten ligger i ett kemiskt dunkel.
Med andra ord är det bara 0,025 procent av alla kemiska reaktioner i kroppen
som kan bli hittade med denna lås och nyckel-mekanism.
Om man tänker på människans fysiologi som ett omfattande globalt telenät
med samverkande noder och små delar
så utförs all vår medicinska kemi i ett litet hörn
på kanten, längst ut på det nätverket.
Det är som om all vår läkemedelskemi är en enda mast i Wichita i Kansas
som jobbar med 10 eller 15 telefonlinjer.
Så vad gör vi med denna idé?
Vad händer om vi omorganiserar den här metoden?
Det visar sig faktiskt att naturen ger oss en uppfattning
om hur man kan tänka på sjukdom på ett helt annat sätt,
i stället för sjukdom, läkemedel, mål.
Naturen är faktiskt hierarkiskt organiserad uppåt,
inte nedåt, utan uppåt,
och vi börjar med en självreglerande, semiautonom enhet som kallas för en cell
Dessa självreglerande, semiautonoma enheter
ger upphov till självreglerande, semiautonoma enheter som kallas organ,
och organen förenas och formar saker som kallas människor.
Och dessa organismer lever till slut i omgivningar
som är delvis självreglerande och semiautonoma.
Det som är bra med det här hierarkiska systemet,
som bygger uppåt i stället för nedåt,
är att det tillåter oss att också tänka på sjukdomen på ett annat sätt.
Titta till exempel på cancer.
Sedan 1950-talet
har vi desperat försökt tillämpa den här lås och nyckel-modellen på cancer
Vi har försökt döda celler
genom att använda olika cellgifter eller målinriktad behandling,
och som många av er vet har det fungerat.
Det har fungerat för sjukdomar som leukemi, och några typer av bröstcancer,
men till slut kommer man till metodens gräns.
Och det är bara under de senaste tio åren
som vi har börjat tänka på att använda immunförsvaret,
då vi kom på att cancercellen inte växer i ett vakuum,
den växer faktiskt i en mänsklig organism.
Och kan man då använda organismens förmåga,
immunförsvaret, för att attackera cancer?
Det har tagit oss till fantastiska nya läkemedel för cancer.
Och till sist har vi nivån med omgivningen, eller hur?
Vi tänker inte på cancer som något som förändrar omgivningen.
Jag ska ge ett exempel på en väldigt tydlig cancerframkallande omgivning.
Det kallas för ett fängelse.
Man tar ensamhet, depression och isolering,
och lägger till,
hoprullat i en liten vit pappersbit,
en av de starkaste neurostimulatorerna vi känner till, nikotin,
och lägger till det mest beroendeframkallande medlet man vet om,
och man får en cancerframkallande omgivning.
Men man kan ha icke cancerframkallande omgivningar också.
Man har försökt skapa miljöer,
förändra den hormonella miljön för till exempel bröstcancer.
Vi försöker förändra miljön i ämnesomsättningen för andra cancertyper.
Eller titta på till exempel depression.
Den fungerar också uppåt.
Sedan 1960 och 1970-talen har man försökt, också desperat,
inaktivera molekyler som arbetar mellan nervceller –
serotonin, dopamin –
och försökt bota depression på det sättet, och det fungerade,
med sedan kom man till en gräns igen.
Nu vet vi att man förmodligen måste förändra fysiologin i hjärnan,
dra om ledningarna och omdana den,
och vi vet att flera undersökningar har visat
att samtalsterapi gör precis det.
Och flera undersökningar har visat att samtalsterapi tillsammans med piller
ger mycket större effekt än var och en för sig.
Kan man tänka sig en fördjupad omgivning som kan förändra depression?
Kan man stänga ute signalerna som framkallar depression?
Återigen rör vi oss uppåt i denna hierarkiska ordningskedja.
Vad som gäller här
är kanske inte själva läkemedlet, utan en metafor.
I stället för att döda någonting,
vad gäller de stora kroniska degenerativa sjukdomarna –
njursvikt, diabetes, högt blodtryck, artros –
kanske vi måste ändra metaforen till att odla någonting.
Och det kan vara kärnan
till att förändra vårt tänkande kring läkemedel.
Den här idén att förändra,
eller skapa ett nytt sätt att tänka, så att säga,
slog tillbaka mot mig på ett väldigt personligt sätt för 10 år sedan.
För 10 år sedan – jag har sprungit större delen av livet –
jag var på en löptur en söndagsmorgon,
jag kom tillbaka och kunde nästan inte röra mig.
Mitt högra knä var svullet
och man kunde höra det där obehagliga gnisslet av två ben mot varandra.
En fördel med att vara läkare är att man kan boka sin egen magnetröntgen.
Jag blev röntgad veckan efter och det såg ut så här.
Broskmenisken som sitter mellan benen
var helt nedsliten och själva benen hade splittrats.
Om du nu tycker synd om mig ska jag berätta lite fakta.
Om jag skulle röntga alla i publiken
skulle 60 procent av er visa tecken
på den här typen av försämring på ben och brosk.
85 procent av alla kvinnor över 70 år
skulle ha måttlig till allvarlig broskdegeneration,
50 till 60 procent av männen i publiken skulle också ha sådana tecken.
Så det är en väldigt vanlig sjukdom.
En annan fördel med att vara läkare
är att man kan experimentera på sina egna krämpor.
Så för 10 år sedan började vi.
Vi tog arbetet till laboratoriet
och började göra enkla experiment
och försökte fixa degenerationen på mekanisk väg.
Vi provade att spruta in kemikalier i knäna på djur
för att försöka omvända broskdegenerationen
och för att snabbt sammanfatta en lång och smärtsam process,
kom vi till slut fram till noll.
Ingenting hände.
Men för sju år sedan hade vi en doktorand från Australien.
En bra sak med australiensare
är att de är vana vid att se på världen upp och ned.
(Skratt)
Så Dan föreslog: "Det kanske inte är ett mekaniskt problem,
det kanske inte är ett kemiskt problem, kanske sitter problemet i stamcellerna."
Men andra ord hade han två hypoteser.
Den första: det finns stamceller i skelettet –
stamceller som bygger upp hela skelettet hos ryggradsdjur,
ben, brosk och fibrer,
på samma sätt som det finns stamceller i blodet och i nervsystemet.
Och den andra: kanske är det en dysfunktion i stamcellen
som orsakar osteokondral artrit, denna vanliga krämpa.
Så frågan var: letade vi efter ett piller,
när vi egentligen borde leta efter en cell?
Så vi bytte modell
och började leta efter stamceller i skelettet.
Och för att återigen sammanfatta en lång historia,
för fem år sedan hittade vi cellerna.
De befinner sig inuti skelettet.
Här är en ritning och ett verkligt foto på en av dem.
Det vita är ben,
och de röda grupperingarna och de gula cellerna här
är celler som har uppstått från en enda stamcell –
grupperingar av brosk och ben som kommer från en enda cell.
De här cellerna är fascinerande, de har fyra egenskaper.
För det första befinner de sig där de förväntas befinna sig.
De befinner sig precis under benets yta, under brosket.
Inom biologin handlar det ju om läget.
Och de tar sig in i lämpliga områden för att bilda ben och brosk.
Det är det första.
En annan intressant egenskap är att man kan ta ut dem ur skelettet
och odla dem i petriskålar i laboratoriet.
Och de är makalösa på att bilda brosk.
Förut kunde vi inte på något sätt bilda brosk.
De här cellerna är makalösa på det, de bildar lager av brosk runt sig själva.
För det tredje är de också skickligaste benbrottsreparatörerna vi någonsin sett.
Här ett litet ben från en mus som vi bröt
som sedan fick läka av sig själv.
Dessa stamceller gick in och reparerade benet och brosket
nästan helt.
Så pass mycket att om man märker dem med självlysande färg
kan man se dem som något sorts klister
som tar sig till benbrottets område,
lagar det på plats och sedan slutar arbeta.
Den fjärde egenskapen är den mest olycksbådande,
och det är att antalet celler minskar snabbt,
10–50 gånger så snabbt, med åldern.
Så vad som egentligen hände var att vi fann ett nytt sätt att tänka.
Vi letade först efter piller,
men det slutade med att vi hittade teorier.
På sätt och vis var vi tillbaka vid denna idé:
celler, organismer och omgivningar,
eftersom vi nu funderade på stamceller,
vi tänkte på ledinflammation som en cellulär sjukdom.
Nästa fråga blev: kan det bli organ, kan man bygga upp organ utanför kroppen?
Kan man implantera brosk på skadade områden?
Och kanske mest intressant:
kan man höja sig en nivå och börja skapa omgivningar?
Vi vet att träning bygger upp skelett, men ingen vill ju träna.
Kan man hitta ett sätt att fylla ut och avverka ben på ett passivt sätt
så att man kan återskapa eller återbilda degenererande brosk?
Och kanske en ännu viktigare fråga:
kan man tillämpa modellen mer globalt, utanför medicinforskningen?
Det som gäller är att man inte ska döda någonting
utan odla någonting.
Det här väcker en rad av de kanske mest intressanta frågorna
om hur vi kommer att se på läkemedel i framtiden.
Kan ens läkemedel vara en cell i stället för ett piller?
Hur skulle vi odla cellerna?
Vad kan vi förhindra den skadliga tillväxten av celler?
Man har ju hört om problemet med okontrollerbar tillväxt.
Kan vi implantera självdöende gener i dessa celler
för att stoppa tillväxten?
Kan ens läkemedel vara ett organ som har bildats utanför kroppen
och som sedan implanteras i kroppen?
Kan det förhindra en del av degenerationen?
Tänk om organet behöver ha ett minne?
Det finns fall av nervsjukdomar där organen har haft ett minne.
Hur kan vi återimplantera dessa minnen?
Kan vi lagra organen?
Måste varje organ utvecklas till en särskild individ
och sedan sättas tillbaka?
Och kanske det knepigaste:
Kan ens läkemedel vara en omgivning?
Kan man specialtillverka en omgivning?
I alla kulturer
har schamaner använt omgivningar som läkemedel.
Kan vi tänka oss något sådant i framtiden?
Jag har pratat mycket om modeller, jag inledde föredraget med modeller.
Jag ska avsluta med några tankar kring modellbygge.
Det är vad vi forskare gör.
När en arkitekt bygger en modell
försöker hen förklara världen med en miniatyr.
Men när en forskare bygger en modell
försöker hen förklara världen med en metafor.
Hen försöker skapa ett nytt sätt att se på världen.
Det första är en förändring i skala, det andra är en förändring i tanke.
Antibiotika förändrade vårt sätt att tänka kring läkemedel så pass mycket
att det lyckades förvränga hur vi har tänkt kring läkemedel
de senaste hundra åren.
Men vi behöver nya modeller att gå efter i framtiden.
Det är det som gäller.
Det finns en populär tanke,
att anledningen till att vi inte har haft ett omvälvande genomslag
i att bota sjukdomar
är för att vi inte har läkemedel som är starka nog.
Det är delvis sant,
men kanske är det så att vi inte har nog starka sätt att tänka kring läkemedel
Det är ju sant att det vore fantastiskt att få nya läkemedel.
Men kanske behöver vi i stället tre mer abstrakta "M":
mekanismer, modeller och metaforer.
Tack.
(Applåder)
Chris Anderson: Jag gillar verkligen metaforen.
Hur passar den in?
Det pratas mycket i teknikvärlden
om att personliggöra läkemedel,
att vi har mycket data och att behandlingar i framtiden
kommer att vara skapade för just dig, din arvsmassa, din kroppsmiljö.
Passar det in på den här modellen?
Siddharta Mukherjee: Intressant fråga,
Vi har funderat på att personliggöra läkemedel med hjälp av genomiken.
Genen är en så pass dominerande metafor,
samma ord igen, inom medicinforskning,
att vi tror att arvsmassan kan driva personliggörandet av läkemedel.
Men arvmassan är så klart bara grunden
på en lång existenstråd, så att säga.
Den första organiserade enheten av denna existenstråd är cellen.
Om vi ska kunna framkalla läkemedel på detta sätt
måste vi se om vi kan personliggöra cellulär behandling
och sedan om vi kan personliggöra behandling av organ,
och till sist om vi kan personliggöra behandlingar för omgivningen.
Jag tror att varje nivå –
du vet hur rymden inte har något slut –
här är det personifieringen som inte har något slut.
CA: Så när du säger att läkemedel kan vara en cell
i stället för ett piller,
du pratar alltså om dina egna celler.
SM: Absolut CA: Omvandlade till stamceller
och kanske testade mot alla läkemedel och redo att användas.
SM: Det finns inget "kanske", vi gör det här.
Det här händer, och vi rör oss sakta mot genomiken och vill inkludera den
i det som vi kallar flerordnade, semiautonoma, självreglerande system,
såsom celler, organ och omgivningar.
CA: Tack så mycket.
SM: Tack.
(Applåder)