Danas u svojim rukama
imamo globalni izazov zdravlja,
a to znači da je način na koji trenutno
otkrivamo i razvijamo nove lekove
previše skup, traje predugo,
i ne uspeva češće nego što uspe.
Zaista nam ne uspeva, a to znači
da pacijenti kojima je veoma potrebna nova terapija
istu ne dobijaju,
a bolesti se ne leče.
Čini se kao da trošimo sve više para.
I tako za svaku milijardu dolara potrošenih na istraživanje i razvoj
sve je manje lekova koji su odobreni za tržište.
Više novca, manje lekova. Hmm.
Dakle, šta se dešava ovde?
Pa, više faktora utiče,
ali ja mislim da je jedan od ključnih
taj da alati koji su trenutno
raspoloživi da testiraju da li će lek imati efekta,
da li je efikasan,
ili da li će biti siguran
pre nego što ga odnesemo na klinička ispitivanja na ljudima,
nas dovode do neuspeha. Ne predviđaju
šta će da se dogodi u ljudima.
A imamo dva glavna alata
na raspolaganju.
To su ćelije u posudama i testiranje na životinjama.
Hajde sada da pričamo o prvom, o ćelijama u posudama.
Dakle, ćelije srećno funcionišu u našim telima.
Mi ih uzmemo i izvučemo ih
iz njihovog prirodnog okruženja, bacimo ih u jednu od ovih posuda,
i očekujemo da će da rade.
Pogodite šta. Ne rade.
Ne sviđa im se to okruženje
jer nije ni nalik
onome što imaju u telu.
Šta ćemo sa testiranjem na životinjama?
Pa, životinje nam mogu obezbediti
veoma korisne informacije.
Uče nas šta se dešava
u kompleksnom organizmu.
Učimo više o samoj biologiji.
Međutim, češće se dešava
da životinjski modeli ne uspeju da predvide šta će se desiti u ljudima
kada ih lečimo određenim lekom.
Zato nam trebaju bolji alati.
Trebaju nam ljudske ćelije,
ali moramo da nađemo način da ih održavamo srećnima
van tela.
Naša tela su dinamična okruženja.
U stalnom smo pokretu.
Naše ćelije to znaju.
One su u dinamičnom okruženju u našim telima.
I uvek su pod mehaničkim silama.
Tako da ako želimo da učinimo ćelije srećnima,
van naših tela,
moramo da postanemo ćelijske arhitekte.
Moramo da dizajniramo, napravimo i isplaniramo
drugi dom za ćelije.
Na institutu Vis
upravo smo to i uradili.
To zovemo organom na čipu.
I ja imam jedan upravo ovde.
Predivno je, zar ne? Ali i prilično neverovatno.
Baš ovde u mojoj ruci je živo
plućno krilo na čipu koje diše.
I nije samo prelepo.
Može da uradi ogromnu količinu stvari.
Imamo žive ćelije na tom malom čipu,
ćelije koje su u dinamičkom okruženju
u interakciji sa različitim tipovima ćelija.
Bilo je mnogo ljudi
koji su pokušali da uzgajaju ćelije u laboratorijama.
Probali su sa različitim prilazima.
Čak su pokušali da uzgoje mini-organe u laboratoriji.
Mi ne pokušavamo to da uradimo.
Samo pokušavamo da ponovo stvorimo,
na ovom malenom čipu,
najmanju funkcionalnu jedinicu
koja predstavlja biohemiju,
funkciju i mehaničko naprezanje
koje ćelije iskuse u našim telima.
Kako to radi? Da vam pokažem.
Mi koristimo tehnike iz industrije za proizvodnju
kompjuterskih čipova
kako bismo napravili te strukture u veličini
bitnoj i za ćelije i za okolinu.
Imamo tri fluidna kanala.
U sredini, imamo poroznu, fleksibilnu membranu
na koju dodajemo ljudske ćelije
iz, na primer, pluća,
a onda ispod, imamo kapilarne ćelije,
ćelije naših krvnih sudova.
Onda možemo da primenimo mehaničke sile na čip
koje razvlače i skupljaju membrane,
tako da ćelije iskuse iste mehaničke sile,
kao kada dišemo.
I one ih iskuse kao da su u telu.
Tu je vazduh koji ide kroz gornji kanal,
zatim tečnost koja sadrži hranljive materije
kroz krv.
Čip je veoma lep,
ali šta mi možemo da uradimo s njim?
Možemo da dobijemo neverovatnu funkcionalnost
unutar ovih malih čipova.
Da vam pokažem.
Možemo, na primer, da imitiramo infekciju,
gde dodajemo bakterijske ćelije u plućno krilo.
Onda možemo da dodamo ljudska bela krvna zrnca.
Bela krvna zrnca su odbrana našeg tela
protiv bakterijskih napada,
i kada osete zapaljenje zbog infekcije,
ući će iz krvi u plućno krilo
i progutati bakteriju.
Sada ćete da vidite kako se to događa
uživo u ljudskom plućnom krilu na čipu.
Obeležili smo bela krvna zrnca kako biste mogli da vidite kako plutaju,
i kada primete infekciju,
počinju da se lepe.
Lepe se i pokušavaju da uđu u pluća
iz krvi.
I možete da vidite, možemo da prikažemo
jedno belo krvo zrnce.
Lepi se i migolji se
između slojeva ćelija, kroz pore,
izlazi na drugu stranu membrane,
i upravo tu će progutati bakteriju
koja je obeležena zelenim.
U toj maloj posudi, upravo ste bili svedoci
jednog od najosnovnijih odgovora
našeg tela na infekciju.
To je način na koji reagujemo - imuna reakcija.
Veoma uzbudljivo.
Želim da podelim ovu sliku sa vama,
ne samo zato što je toliko lepa
već zato što nam pruža neverovatnu količinu informacija
o tome šta ćelije rade u čipu.
Govori nam da te ćelije
iz malih prolaza u našim plućima,
zapravo imaju strukturu nalik kosi
koju biste očekivali da vidite u plućima.
Ove strukture se zovu treplje,
i one zapravo teraju sluz van pluća.
Da. Sluz. Bljak.
Ali sluz je veoma važna.
Sluz hvata čestice, viruse,
potencijalne alergene
i ove sitne treplje se pomeraju
i oslobađaju nas sluzi.
Kada se oštete, recimo,
zbog dima cigarete, na primer,
one ne funkcionišu kako treba i ne mogu da nas očiste od sluzi.
I to dovodi do bolesti kao što je bronhitis.
Treplje i oslobađanje od sluzi
su takođe uključene u odvratnim bolestima kao što je cistična fibroza.
Ali sada, sa funkcionalnošću koju imamo u ovim čipovima,
možemo da počnemo da tragamo
za potencijalnim novim lečenjima.
Nismo stali sa plućima na čipu.
Imamo i stomak na čipu.
Možete da ga vidite ovde.
I stavili smo ljudske crevne ćelije
u stomak na čipu,
i one su pod stalnim peristaltičkim pokretima,
ovaj protok nalik kapljanju kroz ćelije,
i možemo da imitiramo mnoge od funckija
koje biste očekivali da vidite
u ljudskim crevima.
Sada možemo da počnemo da pravimo modele bolesti
kao što je sindrom razdražljivih creva.
Ovo je bolest koja pogađa
veliki broj ljudi.
To je veoma iznurujuće,
i ne postoji puno dobrih tretmana za to.
Sada imamo čitav cevovod
različitih organskih čipova
na kojima trenutno radimo u našim laboratorijama.
Ali, istinska moć ove tehnologije,
zapravo dolazi iz činjenice
da možemo da ih povežemo pomoću tečnosti.
Tu je tečnost koja prolazi preko tih ćelija,
tako da možemo da počnemo da povezujemo
veliki broj različitih čipova zajedno
da napravimo ono što zovemo virtualni čovek na čipu.
Sada postajemo veoma uzbuđeni.
Nikada nećemo moći da stvorimo celog čoveka na ovim čipovima,
ali naš cilj je da možemo da stvorimo
dovoljno funkcionalnosti
da možemo da pravimo bolja predviđanja
šta će da se dogodi u ljudima.
Na primer, sada možemo da počnemo da istražujemo
šta se desi kada stavimo lek kao što je aerosol.
Oni koji, kao ja, imaju astmu, kada uzmete vašu pumpicu,
možemo da istražimo kako taj lek dopire do vaših pluća,
kako ulazi u telo,
kako može da utiče na, recimo, vaše srce.
Da li menja otkucaje srca?
Da li je otrovan?
Da li jetra može da ga prečisti?
Ili je metabolizovan u jetri?
Da li se izlučuje u bubrezima?
Možemo da počnemo da gledamo dinamičan
odgovor tela na lek.
Ovo bi moglo da napravi revoluciju
i izmeni
ne samo farmaceutsku industriju
već dosta različitih industrija,
uključujući i kozmetičku.
Možemo da iskoristimo kožu na čipu
koju trenutno razvijamo u laboratoriji
da testiramo da li su sastojci u preparatima
koje koristite zapravo bezbedni da ih stavljate na kožu
bez potrebe testiranja na životinjama.
Mogli bismo da testiramo bezbednost
hemikalija kojima smo izloženi
svakodnevno u našem okruženju,
kao što su hemikalije u običnim sredstvima za čišćenje.
Mogli bismo takođe da koristimo organe na čipovima
za primenu u bioterorizmu
ili izloženost radijaciji.
Možemo da ih koristimo da naučimo više
o bolestima kao što je ebola
ili drugim smrtnim bolestima kao što je SARS.
Organi na čipu bi mogli da promene
klinička ispitivanja u budućnosti.
Sada, prosečni učesnik
u kliničkom ispitivanju je upravo to - prosečan.
Uglavnom je sredovečan, uglavnom žena.
Nećete naći mnoga klinička ispitivanja
u kojima su uključena deca,
a ipak, svaki dan, dajemo deci lekove,
i jedini podaci koje imamo o bezbednosti tog leka,
su oni koje smo dobili od odraslih.
Deca nisu odrasli.
Ona možda neće odreagovati isto kao odrasli.
Postoje i ostale stvari, kao što su genetske razlike
stanovništva
koje mogu da dovedu do rizika
neželjene reakcije na lek.
Zamislite da možemo da uzmemo ćelije svih tih drugačijih ljudi
stavimo ih na čipove,
i stvorimo populaciju na čipu.
Ovo bi zaista moglo da promeni način
na koji vršimo klinička ispitivanja.
A ovo je tim i ljudi koji rade ovo.
Imamo inženjere, biologe,
imamo kliničare, i svi oni rade zajedno.
Vidimo nešto zaista izvanredno
na institutu Vis.
To je zapravo sastajanje disciplina,
gde biologija utiče na način na koji dizajniramo,
kreiramo i gradimo.
Veoma uzbudljivo.
Uspostavljamo važne industrijske saradnje
kao što je ova koju imamo sa kompanijom
koja je ekspert u digitalnoj proizvodnji u velikom broju.
Oni će nam pomoći da napravimo,
umesto samo jednog od ovih,
milione čipova,
da bismo mogli da ih stavimo u ruke
što je više moguće istraživača.
I ovo je ključ potencijala te tehnologije.
Dopustite da vam pokažem naš instrument.
Ovo je instrument od kojeg naši inženjeri
prave prototipe upravo sada u laboratoriji,
i taj instrument će nam pružiti
inženjersku kontrolu koja će nam biti potrebna
da povežemo 10 ili više organa zajedno.
Radi još nešto što je veoma bitno.
Stvara lak korisnički interfejs.
Biolog kao što sam ja može da uđe,
uzme čip, stavi ga u kertridž
kao prototip koji vidite ovde
stavi kertridž u mašinu
kao što biste vi stavili CD
i krećemo.
Stavi i pusti. Lako.
Hajde sada da zamislimo
kako budućnost može da izgleda
ako bih ja uzela vaše matične ćelije
stavila ih na čip,
ili vaše matične ćelije i stavila ih na čip.
To bi bio personalizovani čip samo za vas.
Svi mi ovde smo pojedinci
i te individualne razlike znače
da bismo mogli da reagujemo veoma različito
i nekad i veoma nepredvidivo na lek.
Pre nekoliko godina, i ja sam imala jaku glavobolju
koja nije prestajala i htela sam da probam nešto drugačije.
Uzela sam Advil.
Petnaest minuta kasnije, bila sam na putu u hitnu
sa teškim napadom astme.
Očigledno je da nije bio smrtan,
ali, na žalost, neke od ovih
neželjenih reakcija bi mogle biti smrtne.
Kako da ih sprečimo?
Mogli bismo da zamislimo da jednog dana,
imamo Džeraldin na čipu,
i Danijela na čipu,
vas na čipu.
Personalizovana medicina. Hvala.
(Aplauz)