Нина Тандон: Възможно ли е лабораторното създаване на тъкани да означава персонализирана медицина?

Всяко тяло е уникално, което е прекрасно, но не и когато става дума за лечение на болест - когато всяко тяло реагира различно, доста често по непредсказуем начин, на стандартно лечение. Тъканният инженер Нина Тандон говори за едно възможно решение на проблема: използването на плурипотентни стволни клетки за създаването на персонализирани модели на клетки, на които се тестват нови медикаменти и лечения, и съхраняването им върху компютърни чипове.

Бих искала да ви покажа видеа на някой от моделите,

с които работя.

Всички те са с перфектен размер, и нито една от тях няма грам мазнина.

Споменах ли, че всичките са прекрасни?

И че всичките са научни модели? (Смях)

Както вероятно вече сте познали, аз съм тъканен инженер

и това е видео на част от туптящо сърце,

което аз създадох в лабораторията.

Надяваме се, че един ден тези тъкани

могат да бъдат използвани като "резервни части" за човешкото тяло.

Всъщност, това, което исках да ви кажа днес

е как тези тъкани служат като прекрасни модели.

Нека си помислим за процеса за създаване и тестване на нови медикаменти за момент.

Тръгваме от формулиране на медикамента, тестове в лаборатория, тестове върху животни,

следвано от изучаване в клинични условия, което би могло да се нарече тестове върх хора,

всичко това преди медикаментите да стигнат до пазара.

Това струва много пари, минава много време

и понякога, дори когато медикамента стигне до пазара,

той започва да работи по неочакван начин и наранява хората.

И колкото по-късно медикамента се провали, толкова по-сериозни са последствията.

Общо взето имам два проблема. Първо, хората не са плъхове

и две, въпреки, че много си приличаме,

всъщност тези малки разлики между мен и теб

имам огромно въздействие на начина, по който метаболизираме медикаменти

и как тези медикаменти ни афектират.

Какво би станало, ако имахме по-добри модели в лабораторията,

които биха могли не само да ни имитират по-добре от плъховете,

но също така и да отразяват нашето разнообразие?

Нека видим как това може да се постигне с тъканно инженерство.

Една от ключовите технологии, която е наистина много важна

е т.нар. подбудени плурипотентни стволови клетки.

Те бяха разработени в Япония наскоро.

ОК, подбудени плурипотентни стволови клетки.

Те приличат много на ембрионалните стволови клетки,

с изключение на липсата на спорните елементи.

Възбуждаме клетки, ок, нека кажем кожни клетки

като добавяме няколко гена, отглеждаме ги

и след това ги събираме.

Това са кожни клетки, които могат да бъдат излъгани,

нещо като клетъчна амнезия, за да се превключат в ембрионален стадий.

Така, че без всичките спорни елементи, това е номер едно готино нещо.

Второто готино нещо е, че можем да отглеждаме какъвто и да е вид тъкани

от тях: мозък, сърце, бъбрек, общо взето разбирате ме,

и всичко това от вашите клетки.

Така, че можем да направил модел на сърцето и мозъка ви

на един чип.

Генериране на тъкани с предразположено поведение

е второто предизвикателство, което всъщност е ключа

към позиционирането на тези модели като основа за разработка на медикаменти.

Това е схемата на биореактор, който ние разработваме в лабораторията

за да имаме възможността да създаваме тъкани в един по-модуларен, разрастващ се модел.

Занапред, представете си един голям паралелен модел на това,

съдържащ хиляди бройки от човешки тъкани.

Все едно да държиш цял клиничен процес на един чип.

Още едно нещо за тези възбудени плурипотентни стволни клетки

е че, ако например вземем няколко кожни клетки

от хора с генетични заболявания

и създадем тъкани от тях,

можем да използваме тези генетични технологии

и да създадем модели на тези заболявания в лабораторията.

Един пример от лабораторията на Кевин Егган от Харвард.

Той създава неврони

от тези възбудени плурипотентни клетки

от пациенти, които страдат от заболяването на Лу Гехриг,

впоследствие той отделя невроните и което е възхитително е, че

тези неврони също носят симптомите на болестта.

Така, че с модели като тези можем да се борим

много по-бързо от преди и да разбираме болестите много по-добре

от когато и да е било в миналото, и може би дори да откриваме медикаменти по-бързо.

Това е друг пример на специфични стволови клетки,

които ние създадохме от някой, болен от " retinitis pigmentosa:.

Болестта причинява дегенерация на ретината в окото.

Това е болест, която присъства в моето семейство и ние се надяваме,

че клетки като тези ще ни помогнат да намерим лечение.

Някой хора мислят, че тези модели звучат добре,

но попитайте, 'наистина ли са толкова добри, колкото плъховете?'

Все пак, плъховете са цели организми,

съставени от мрежи от органи, които работят заедно.

Медикамент за сърцето може да се метаболизира в черният дроб,

и някои от остатъчните продукти може да се складират в мазнините.

Не се ли изпускат всички тези факти с лабораторните тъкани?

Имаме решение за това в нашата област.

Комбинирайки техники за създаване на тъкани с микрофлуидни изследвания,

нашата област всъщност еволюира към

един модел на цялата екосистема на тялото,

създадена с органни системи, позволяващи тестове

показващи как медикаментите които биха могли да работят за кръвно налягане

афектират вашият черен дроб, или как един антидепресант би могъл да афектира сърцето.

Тези системи са много трудни за създаване, но ние едвам навлизаме в тази сфера сега,

така, че внимавайте.

Но това не е всичко, защото след като един медикамент е разрешен,

същите тъканни технологии могат да ни помогнат да създадем персонализирани лечения.

Това е пример, в който вие може да се окажете някой ден,

и аз се надявам, че никога няма да ви се случи,

защото представете си, че получавате обаждането,

в което лошите новини са, че имате рак.

Не бихте ли искали да направите тестовете, че всички тези медикаменти за рак,

които ще взимате ще работят за да ви помогнат?

Това е пример от лабораторията на Карен Бърг, където те

използват печатни технологии, за да печатат клетки с рак на гърдата,

и изучават прогреса и леченията на болестта.

Някои от нашите колеги в Тъфтс миксират модели

като тези с изкъствено създадени кости, за да видят как ракът

се разпространява от една част на тялото към друга,

и вие можете да и представите споменатите по-рано тъканни чипове

да бъдат следвашата генерация от такива изследвания.

Тъй че, ако помислите за моделите, които сега дискутирах,

можете да видите, че гледайки напред, създаването на изкъствени тъкани

ще революционира процеса на тестване на медикаменти

през всяка отделна стъпка на процеса:

модели на болестите позволяват създаване на по-добри формули за медикаменти,

масино паралелно разработване на лабораторни тъкани помага за режолюционирането на тестове в лабораториите,

намалява се количеството тестове с животни в клиничните опити

и индивидуализирани терапии, които разнообразяват

това, което в момента смятаме за маркет.

Като цяло, ние осезаемо ускоряваме целият този процес

между създаването на молекула и изучаването

на начина на работа на тази молекула в човешкото тяло.

Нашият процес за това е практически трансформацията

на биотехнологията и фармецевтиката в информационна технология,

което ни помага да откриваме и оценяваме медикаментите по-бързо,

по-евтино и по-ефективно.

Също така, получаваме нови средства за борбата срещу тестовете с животни, нали?

Благодаря ви. (Ръкопляскания).