0:00:00.368,0:00:02.505
Držíme dnes ve svých rukou

0:00:02.505,0:00:04.197
celosvětovou zdravotnickou výzvu.

0:00:04.197,0:00:07.257
Problém spočívá v tom, že způsob,

0:00:07.257,0:00:10.182
jakým objevujeme a vyvíjíme nové léky,

0:00:10.182,0:00:14.360
je příliš drahý, zabere nám spoustu času

0:00:14.360,0:00:18.074
a častěji končí selháním než úspěchem.

0:00:18.074,0:00:21.451
Prostě to nefunguje. Znamená to,

0:00:21.451,0:00:24.498
že se pacientům, kteří to zoufale potřebují,

0:00:24.498,0:00:26.499
nedostávají nové způsoby léčby

0:00:26.499,0:00:29.707
a nemoci zůstávají neléčené.

0:00:29.707,0:00:32.790
Vypadá to, že utrácíme víc a víc peněz.

0:00:32.790,0:00:36.886
Za každou miliardu dolarů,[br]kterou utratíme za vědu a výzkum,

0:00:36.886,0:00:40.715
získáváme méně léků schválených pro trh.

0:00:40.715,0:00:43.932
Více peněz, méně léků. Hmm.

0:00:43.932,0:00:45.852
Takže o co tady jde?

0:00:45.852,0:00:48.447
Ve hře je mnoho faktorů,

0:00:48.447,0:00:50.948
já ale myslím, že jedním z klíčových faktorů je,

0:00:50.948,0:00:53.495
že nástroje, které dnes používáme

0:00:53.495,0:00:56.948
k testování, zda bude lék fungovat,

0:00:56.948,0:00:58.337
jestli je účinný

0:00:58.337,0:01:00.103
nebo jestli bude bezpečný,

0:01:00.103,0:01:03.655
než ho zařadíme do klinických zkoušek na lidech,

0:01:03.655,0:01:05.806
selhávají. Nedá se předem určit,

0:01:05.806,0:01:09.034
jaké účinky bude mít lék na lidi.

0:01:09.034,0:01:11.757
K dispozici máme

0:01:11.757,0:01:13.771
dva hlavní nástroje.

0:01:13.771,0:01:17.812
Těmi nástroji jsou buňky v miskách[br]a testování na zvířatech.

0:01:17.812,0:01:21.132
Nejdřív se pojďme bavit o prvním způsobu,[br]o buňkách v misce.

0:01:21.132,0:01:24.285
Buňky si spokojeně pracují v našich tělech.

0:01:24.285,0:01:26.340
My je vezmeme a vytrhneme je

0:01:26.340,0:01:29.289
z jejich přirozeného prostředí,[br]vhodíme je do misky

0:01:29.289,0:01:30.874
a očekáváme od nich, že budou fungovat.

0:01:30.874,0:01:33.067
A hádejte, co se stane. Nefungují.

0:01:33.067,0:01:34.729
Nelíbí se jim v novém prostředí,

0:01:34.729,0:01:36.361
protože nemá nic společného s tím

0:01:36.361,0:01:39.037
jak se měly v těle.

0:01:39.037,0:01:41.108
A co testování na zvířatech?

0:01:41.108,0:01:43.993
Zvířata mohou být a jsou zdrojem

0:01:43.993,0:01:46.255
velmi užitečných informací.

0:01:46.255,0:01:47.964
Učí nás o tom, co probíhá

0:01:47.964,0:01:50.293
ve složitých organismech.

0:01:50.293,0:01:53.301
Dozvídáme se víc o samotné biologii.

0:01:53.301,0:01:56.199
Avšak častěji se stane,

0:01:56.199,0:02:00.415
že testy na zvířatech neodpovídají na otázku,[br]jaký účinek bude mít na lidi

0:02:00.415,0:02:03.601
léčba tím kterým lékem.

0:02:03.601,0:02:05.980
Takže potřebujeme lepší nástroje.

0:02:05.980,0:02:07.733
Potřebujeme lidské buňky,

0:02:07.733,0:02:10.483
ale musíme najít způsob,[br]jak je udržet spokojené

0:02:10.483,0:02:12.074
mimo tělo.

0:02:12.074,0:02:14.980
Naše tělo je dynamické prostředí.

0:02:14.980,0:02:16.820
Jsme neustále v pohybu.

0:02:16.820,0:02:19.011
A naše buňky jsou na to zvyklé.

0:02:19.011,0:02:21.820
Jsou součástí dynamického prostředí[br]v našem těle.

0:02:21.820,0:02:24.575
Jsou pod neustálým tlakem mechanických sil.

0:02:24.575,0:02:27.031
Takže pokud chceme,[br]aby buňky žily spokojeně

0:02:27.031,0:02:28.460
i mimo naše těla,

0:02:28.460,0:02:30.986
musíme se stát buněčnými architekty.

0:02:30.986,0:02:35.330
Musíme navrhnout, vybudovat a zařídit

0:02:35.330,0:02:38.561
buňkám domov jinde.

0:02:38.561,0:02:40.235
Ve Wyss Institute

0:02:40.235,0:02:42.173
jsme právě to provedli.

0:02:42.173,0:02:45.197
Říkáme tomu orgány na čipu.

0:02:45.197,0:02:46.988
Jeden tady mám.

0:02:46.988,0:02:49.803
Je nádherný, že?[br]A je neuvěřitelný.

0:02:49.803,0:02:54.303
Zde držím dýchací orgán,

0:02:54.303,0:02:56.961
živé lidské plíce na čipu.

0:02:56.961,0:02:59.089
Nejsou jen nádherné.

0:02:59.089,0:03:01.529
Zvládájí ohromné množství věcí.

0:03:01.529,0:03:05.308
Na tom malém čipu máme živé buňky,

0:03:05.308,0:03:07.858
které jsou v dynamickém prostředí

0:03:07.858,0:03:10.939
a vzájemně na sebe působí s jinými typy buněk.

0:03:10.939,0:03:12.578
Mnozí už se pokoušeli

0:03:12.578,0:03:14.439
pěstovat buňky v laboratoři.

0:03:14.439,0:03:17.595
Zkoušeli mnoho odlišných přístupů.

0:03:17.595,0:03:20.222
Dokonce se v laboratoři pokoušeli[br]vypěstovat malé mini-orgány.

0:03:20.222,0:03:21.771
My na to jdeme jinak.

0:03:21.771,0:03:23.897
Jednoduše na tom malinkém čipu

0:03:23.897,0:03:25.474
oživíme

0:03:25.474,0:03:28.491
nejmenší funkční jednotku,

0:03:28.491,0:03:31.045
která představuje biochemii,

0:03:31.045,0:03:34.169
funkce a mechanické zatížení,

0:03:34.169,0:03:37.685
jaké buňky znají z našeho těla.

0:03:37.685,0:03:40.717
Jak to funguje? Ukážu vám to.

0:03:40.717,0:03:43.351
Používáme techniky známé z výroby

0:03:43.351,0:03:44.984
počítačových čipů,

0:03:44.984,0:03:47.181
abychom tyto struktury vyrobili v měřítku,

0:03:47.181,0:03:50.077
odpovídajícímu jak buňkám,[br]tak jejich prostředí.

0:03:50.077,0:03:52.141
Máme tři fluidní kanály.

0:03:52.141,0:03:55.853
Uprostřed je porézní, pružná membrána,

0:03:55.853,0:03:57.916
na kterou můžeme nanášet buňky

0:03:57.916,0:03:59.260
třeba z našich plic

0:03:59.260,0:04:01.747
a vespod jsou kapilární buňky

0:04:01.747,0:04:03.535
odebrané z našich cév.

0:04:03.535,0:04:07.855
Na čip pak působíme mechanickými silami,

0:04:07.855,0:04:10.684
které napínají a stlačují membránu,

0:04:10.684,0:04:13.781
takže buňky mají dojem, že na ně působí[br]stejné mechanické zatížení,

0:04:13.781,0:04:16.714
jako při dýchání.

0:04:16.714,0:04:19.874
Mají stejné podmínky jako uvnitř těla.

0:04:19.874,0:04:22.274
Horním kanálem proudí vzduch

0:04:22.274,0:04:25.623
a krevní kanál přivádí kapalinu,

0:04:25.623,0:04:28.462
která obsahuje živiny.

0:04:28.462,0:04:30.834
Čip je opravdu překrásný,

0:04:30.834,0:04:32.931
ale co se s tím vším dá dělat?

0:04:32.931,0:04:35.255
Do těchto malých čipů dokážeme

0:04:35.255,0:04:37.006
vměstnat neuvěřitelné funkce.

0:04:37.006,0:04:38.512
Předvedu vám to.

0:04:38.512,0:04:41.143
Například umíme napodobit infekci,

0:04:41.143,0:04:44.679
pokud k plicním buňkám přidáme buňky bakterií.

0:04:44.679,0:04:47.611
Pak můžeme přidat bílé krvinky.

0:04:47.611,0:04:50.202
Bílé krvinky chrání naše tělo

0:04:50.202,0:04:51.570
proti bakteriálním vetřelcům

0:04:51.570,0:04:54.739
a když zavětří infekční zánět,

0:04:54.739,0:04:57.596
prostoupí krví do plic

0:04:57.596,0:04:59.511
a pohltí bakterie.

0:04:59.511,0:05:01.759
Teď uvidíte naživo, jak to probíhá

0:05:01.759,0:05:05.069
ve skutečných plicích, umístěných na čipu.

0:05:05.069,0:05:08.612
Bílé krvinky jsme označili,[br]aby bylo vidět, jak proudí kolem

0:05:08.612,0:05:10.773
a když zaznamenají infekci,

0:05:10.773,0:05:12.170
začnou se zachytávat.

0:05:12.170,0:05:16.057
Přichytí se a pak zkoušejí krevním kanálem

0:05:16.057,0:05:17.838
prostoupit do plic.

0:05:17.838,0:05:21.527
Tady vidíte, že vlastně můžeme zobrazit

0:05:21.527,0:05:25.286
cestu jedné bílé krvinky.

0:05:25.286,0:05:27.542
Zachytí se, klestí si cestu

0:05:27.542,0:05:29.857
mezi vrstvami buněk, prochází pórem,

0:05:29.857,0:05:32.278
vychází na druhé straně membrány

0:05:32.278,0:05:35.713
a tam se chystá pohltit bakterii

0:05:35.713,0:05:37.362
označenou zeleně.

0:05:37.362,0:05:40.366
V prostředí malinkatého čipu[br]jste se právě stali svědky

0:05:40.366,0:05:43.547
jedné z nejzákladnějších reakcí,

0:05:43.547,0:05:45.504
kterou naše tělo odolává infekci.

0:05:45.504,0:05:49.274
Je to způsob, jak reagujeme na --[br]imunitní odezvy.

0:05:49.274,0:05:51.675
Je to docela vzrušující.

0:05:51.675,0:05:54.018
Nyní bych vám chtěla ukázat tenhle obrázek,

0:05:54.018,0:05:56.656
nejen protože je tak nádherný,

0:05:56.656,0:05:59.992
ale protože z něho získáváme[br]obrovské množství informací o tom,

0:05:59.992,0:06:02.589
jak se buňkám daří uvnitř čipů.

0:06:02.589,0:06:04.848
Ukazuje, že buňky

0:06:04.848,0:06:07.159
z malých dýchacích cest v plicích,

0:06:07.159,0:06:08.910
mají vlastně tuhle vlasovitou podobu,

0:06:08.910,0:06:10.918
která je pro ně příznačná.

0:06:10.918,0:06:12.383
Nazýváme je řasinky

0:06:12.383,0:06:15.293
a ty přesouvají hlen z plic ven.

0:06:15.293,0:06:16.832
Ano. Hlen. Fuj.

0:06:16.832,0:06:19.272
Ale hlen je vlastně velmi důležitý.

0:06:19.272,0:06:21.853
Zachytává částice, viry,

0:06:21.853,0:06:23.312
potenciální alergeny

0:06:23.312,0:06:24.913
a tyhle malé řasinky

0:06:24.913,0:06:27.163
stěhují hlen a odstraňují ho.

0:06:27.163,0:06:29.075
Když jsou poškozené,

0:06:29.075,0:06:31.494
dejme tomu cigaretovým kouřem,

0:06:31.494,0:06:34.302
nefungují správně a hlen neodstraňují.

0:06:34.302,0:06:38.119
A to může vést k nemocem[br]jako je zánět průdušek.

0:06:38.119,0:06:40.766
Řasinky a likvidace hlenu

0:06:40.766,0:06:45.227
se také podílí na hrozných nemocech[br]jako je cystická fibróza.

0:06:45.227,0:06:48.777
Ale teď, s funkcemi,[br]které jsme vpravili do čipů,

0:06:48.777,0:06:50.601
se můžeme porozhlédnout

0:06:50.601,0:06:53.114
po potenciální nové léčbě.

0:06:53.114,0:06:55.066
Plíce na čipu jsou jenom začátek.

0:06:55.066,0:06:56.950
Na čipu máme střevo.

0:06:56.950,0:06:58.980
Tady ho můžete vidět.

0:06:58.980,0:07:02.206
Umístili jsme sem buňky

0:07:02.206,0:07:04.111
z lidského střeva,

0:07:04.111,0:07:06.948
které jsou v neustálém peristaltickém pohybu,

0:07:06.948,0:07:10.139
tímto proudem prosakujícím buňkami

0:07:10.139,0:07:12.697
a my můžeme napodobit spoustu funkcí,

0:07:12.697,0:07:14.960
které jsou u lidského střeva

0:07:14.960,0:07:16.653
obvyklé.

0:07:16.653,0:07:20.444
Můžeme začít modelovat nemoci

0:07:20.444,0:07:22.854
jako je syndrom dráždivého tračníku.

0:07:22.854,0:07:24.936
Je to nemoc, která se dotýká

0:07:24.936,0:07:26.847
velkého počtu osob.

0:07:26.847,0:07:28.621
Je opravdu vysilující

0:07:28.621,0:07:32.563
a neexistuje na ni mnoho vhodných léků.

0:07:32.563,0:07:34.865
Máme celý řetězec čipů,

0:07:34.865,0:07:37.144
vytvořený z různých orgánů,

0:07:37.144,0:07:40.876
na kterých v našich laboratořích pracujeme.

0:07:40.876,0:07:44.295
Avšak skutečná síla této technologie

0:07:44.295,0:07:46.420
vychází ze skutečnosti,

0:07:46.420,0:07:48.965
že můžeme kanály propojovat.

0:07:48.965,0:07:50.912
Přes buňky proudí kapalina,

0:07:50.912,0:07:52.991
takže můžeme začít propojovat

0:07:52.991,0:07:55.853
různé čipy dohromady

0:07:55.853,0:08:00.066
a vytvářet tak něco, čemu říkáme[br]virtuální člověk na čipu.

0:08:00.066,0:08:03.075
Jsme z toho opravdu nadšení.

0:08:03.075,0:08:07.170
Nechystáme se rekonstruovat[br]z čipů celého člověka,

0:08:07.170,0:08:11.339
ale naším cílem je umět reprodukovat

0:08:11.339,0:08:13.352
postačující funkcionalitu,

0:08:13.352,0:08:15.712
abychom mohli lépe předvídat,

0:08:15.712,0:08:17.926
co se bude dít v lidském těle.

0:08:17.926,0:08:20.850
Například odteď můžeme zkoumat,

0:08:20.850,0:08:24.284
co se děje, když podáváme lék[br]v podobě aerosolu.

0:08:24.284,0:08:27.270
Když ti z vás, kteří trpí astmatem jako já,[br]použijí inhalátor,

0:08:27.270,0:08:30.196
můžeme zkoumat, jak lék vniká do plic,

0:08:30.196,0:08:31.822
jak vstupuje do těla

0:08:31.822,0:08:33.576
a jaký třeba může mít vliv na vaše srdce.

0:08:33.576,0:08:35.484
Ovlivní lék tlukot vašeho srdce?

0:08:35.484,0:08:37.125
Je toxický?

0:08:37.125,0:08:39.133
Dokážou ho játra odbourat?

0:08:39.133,0:08:41.285
Je metabolizovaný v játrech?

0:08:41.285,0:08:43.176
Vyloučí ho ledviny?

0:08:43.176,0:08:45.388
Můžeme začít studovat

0:08:45.388,0:08:48.013
dynamické reakce těla na účinky léku.

0:08:48.028,0:08:49.947
To by mohlo opravdu způsobit revoluci

0:08:49.947,0:08:51.596
a dramaticky změnit budoucnost

0:08:51.596,0:08:54.534
nejen ve farmaceutickém průmyslu,

0:08:54.534,0:08:56.907
ale také v celé řadě rozličných odvětví,

0:08:56.907,0:08:59.307
včetně kosmetického průmyslu.

0:08:59.307,0:09:02.189
Na čip můžeme třeba umístit kůži,

0:09:02.189,0:09:04.150
kterou právě vyvíjíme v laboratoři,

0:09:04.150,0:09:06.704
abychom otestovali,[br]jestli jsou složky produktu,

0:09:06.704,0:09:09.987
kterým jste se právě natřeli,[br]bezpečné pro vaši kůži,

0:09:09.987,0:09:12.676
aniž by je bylo třeba testovat na zvířatech.

0:09:12.676,0:09:14.620
Mohli bychom testovat bezpečnost chemikálií,

0:09:14.620,0:09:16.873
kterým jsme každý den vystaveni

0:09:16.873,0:09:18.787
v našem životním prostředí,

0:09:18.787,0:09:22.518
třeba takových, jako jsou[br]běžné čistící prostředky.

0:09:22.518,0:09:25.720
Mohli bychom také na čipy umístit orgány,

0:09:25.720,0:09:28.499
na které se zaměřují bioteroristé

0:09:28.499,0:09:31.070
nebo jež jsou vystavovány radiaci.

0:09:31.070,0:09:34.420
Mohli bychom je použít k rozpoznání nemocí

0:09:34.420,0:09:37.464
jako je ebola

0:09:37.464,0:09:41.356
nebo jiných smrtelných nemocí, jako je SARS.

0:09:41.356,0:09:43.194
Orgány na čipech by mohly v budoucnu

0:09:43.194,0:09:46.568
změnit způsob provádění klinických testů.

0:09:46.568,0:09:49.155
Dneska je typický účastník

0:09:49.155,0:09:52.525
klinických testů: průměrný.

0:09:52.525,0:09:55.851
Bývá to žena středního věku.

0:09:55.851,0:09:58.323
Nenašli byste mnoho takových testů,

0:09:58.323,0:09:59.838
do kterých jsou zapojené děti,

0:09:59.838,0:10:03.385
zatím dáváme každý den dětem léky

0:10:03.385,0:10:07.131
a jediná bezpečná data, která o nich známe,

0:10:07.131,0:10:10.205
jsou ta, která jsme získali[br]testováním dospělých.

0:10:10.205,0:10:11.999
Děti nejsou dospělí.

0:10:11.999,0:10:15.132
Děti nereagují na léky stejně jako dospělí.

0:10:15.132,0:10:17.544
Jsou i jiné věci, jako třeba genetické rozdíly

0:10:17.544,0:10:18.977
mezi populacemi,

0:10:18.977,0:10:22.083
které mohou vést k jejich ohrožení

0:10:22.083,0:10:25.520
vlivem nežádoucích reakcí na léky.

0:10:25.520,0:10:28.909
Představte si, že bychom mohli vzít[br]buňky různým věkovým skupinám lidí,

0:10:28.919,0:10:30.577
umístit je na čipy

0:10:30.577,0:10:32.791
a vytvořit populační skupiny lidí na čipech.

0:10:32.791,0:10:34.629
To by opravdu mohlo změnit způsob

0:10:34.629,0:10:36.698
provádění klinických testů.

0:10:36.698,0:10:39.530
A tohle je tým a lidé okolo,[br]kteří se tím zabývají.

0:10:39.530,0:10:42.787
Máme inženýry, máme buněčné biology,

0:10:42.787,0:10:46.561
máme klinické lékaře,[br]kteří všichni spolupracují.

0:10:46.561,0:10:48.487
Ve Wyss Institute pozorujeme něco

0:10:48.487,0:10:50.092
zcela neuvěřitelného.

0:10:50.092,0:10:52.263
Pozorujeme, jak dochází ke sbližování oborů,

0:10:52.263,0:10:55.983
kdy biologie ovlivňuje způsob,[br]jakým navrhujeme,

0:10:55.983,0:10:58.645
konstruujeme, stavíme.

0:10:58.645,0:11:00.048
Je to docela vzrušující.

0:11:00.048,0:11:03.612
Navazujeme důležité vazby s průmyslem,

0:11:03.612,0:11:06.985
například spolupracujeme se společností,

0:11:06.985,0:11:10.584
která má zkušenosti s digitální výrobou ve velkém měřítku.

0:11:10.584,0:11:12.603
Pomohou nám s výrobou

0:11:12.603,0:11:14.129
ne jednoho,

0:11:14.129,0:11:15.712
ale miliónů těchto čipů,

0:11:15.712,0:11:17.381
aby se dostaly do rukou

0:11:17.381,0:11:20.270
co největšímu počtu výzkumníků.

0:11:20.270,0:11:24.486
A to je klíč k otevření potenciálu[br]této technologie.

0:11:24.486,0:11:27.023
Dovolte mi, abych vám[br]předvedla naše zařízení.

0:11:27.023,0:11:29.012
Je to prototyp, který naši inženýři

0:11:29.012,0:11:31.630
konstruují v laboratoři

0:11:31.630,0:11:33.939
a tento přístroj nám poskytuje

0:11:33.939,0:11:36.398
ovládací prvky, které budeme potřebovat,

0:11:36.398,0:11:40.566
abychom propojili 10 nebo i více orgánů[br]na čipech dohromady.

0:11:40.566,0:11:42.795
Má něco velmi důležitého.

0:11:42.795,0:11:45.639
Nabízí jednoduché uživatelské rozhraní.

0:11:45.639,0:11:48.629
Takkže buněční biologové, jako jsem já,[br]mohou přijít, vzít čip,

0:11:48.629,0:11:50.637
umístit ho do kazety,

0:11:50.637,0:11:52.569
jako tento prototyp, který zde vidíte,

0:11:52.569,0:11:54.640
kazetu vložím do přístroje

0:11:54.640,0:11:56.128
jako do CD přehrávače

0:11:56.128,0:11:57.260
a můžu jít.

0:11:57.260,0:12:00.009
Zapojím a funguje. Snadné.

0:12:00.009,0:12:02.523
Pojďme se spolu zasnít o tom,

0:12:02.523,0:12:03.902
co by to znamenalo pro budoucnost,

0:12:03.902,0:12:06.315
kdybych mohla vzít vaše kmenové buňky

0:12:06.315,0:12:07.755
a dát je na čip

0:12:07.755,0:12:10.974
nebo třeba ty vaše a dát je na čip.

0:12:10.974,0:12:14.475
Byl by to čip přizpůsobený konkrétně vám.

0:12:14.475,0:12:17.683
Všichni zde jsme různí jedinci

0:12:17.683,0:12:20.521
a rozdíly mezi jedinci znamenají,

0:12:20.521,0:12:23.463
že budeme na léky reagovat

0:12:23.463,0:12:27.210
rozdílně a někdy i neočekávaně.

0:12:27.210,0:12:30.838
Já sama jsem před pár lety[br]měla opravdu hrozné bolesti hlavy,

0:12:30.838,0:12:34.191
nemohla jsem se jí zbavit a říkala jsem si[br]„Zkusím něco jiného.“

0:12:34.191,0:12:36.326
Vzala jsem si nějaký Advil.[br]Patnáct minut nato

0:12:36.326,0:12:38.206
už mě vezli na pohotovost

0:12:38.206,0:12:40.099
s plně rozvinutým astmatickým záchvatem.

0:12:40.099,0:12:41.929
Nebylo to samozřejmě smrtelné,

0:12:41.929,0:12:45.102
ale naneštěstí některá z těchto reakcí

0:12:45.102,0:12:48.711
na nežádoucí účinky léku[br]smrtelná být může.

0:12:48.711,0:12:50.652
Jak jim tedy můžeme předcházet?

0:12:50.652,0:12:53.232
Představte si, že jednou budeme mít

0:12:53.232,0:12:55.575
Geraldinu na čipu,

0:12:55.575,0:12:57.324
Danielu na čipu,

0:12:57.324,0:12:58.797
že vy budete na čipu.

0:12:58.797,0:13:01.185
Představte si individuální medicínu. Děkuji.

0:13:01.185,0:13:05.339
(Potlesk)