Nina Tandon: Könnte Tissue Engineering personalisierte Medizin bedeuten?

Jeder unserer Körper ist völlig einzigartig, was ein wundervoller Gedanke ist, bis es darum geht, eine Krankheit zu behandeln – wenn jeder Körper auf Standardbehandlung unterschiedlich, oft unvorhersehbar reagiert. Tissue Engineer Nina Tandon spricht über eine mögliche Lösung: die Verwendung von pluripotenten Stammzellen, um personalisierte Modelle von Organen zu erstellen, an denen neue Medikamente und Behandlungen getestet werden können, und ihr Speichern auf Computerchips. (Nennen Sie es außerordentlich personalisierte Medizin.)

Ich würde Ihnen gerne ein Video
zeigen von ein paar der Models,

mit denen ich arbeite.

Sie haben alle die perfekte Größe und
sie haben nicht ein Gramm Fett.

Habe ich schon erwähnt,
dass sie wunderschön sind?

Und dass sie wissenschaftliche
Modelle sind? (Gelächter)

Wie Sie sich vielleicht schon gedacht
haben, betreibe ich Gewebekonstruktion

und dies ist ein Video von einem
Teil des schlagenden Herzens,

das ich im Labor entwickelt habe.

Wir hoffen, dass eines Tages diese Gewebe

als Ersatzteile für den menschlichen
Körper dienen können.

Aber heute möchte ich
Ihnen davon erzählen,

wie diese Gewebe hervorragende
Modelle darstellen.

Lassen Sie uns für einen Moment an den
Ablauf von Medikamententests denken.

Man fängt an bei Arzneimittelformulierung,
Labortests, Tierversuchen

und dann kommen klinische Studien, die man als Menschenversuche bezeichnen könnte,

bevor Medikamente auf den Markt kommen.

Das kostet viel Zeit und Geld

und manchmal, selbst wenn ein
Medikament auf den Markt kommt,

verhält es sich unvorhersehbar
und schadet sogar Menschen.

Und je später es versagt, desto
schlimmer die Auswirkungen.

Das alles läuft auf zwei Probleme hinaus.
Erstens sind Menschen keine Ratten

und zweitens, trotz unserer
unglaublichen Ähnlichkeit zueinander,

haben diese winzigen Unterschiede
zwischen Ihnen und mir

gewaltige Auswirkungen darauf, wie wir
Medikamente metabolisieren

und wie diese Medikamente uns beeinflussen.

Was also, wenn wir bessere
Modelle im Labor hätten,

die uns nicht nur besser
nachahmen könnten als Ratten,

sondern auch unsere Vielfalt
widerspiegeln könnten?

Mal sehen, wie wir das mit
Tissue Engineering erreichen können.

Eine der Schlüsseltechnologien,
die wirklich wichtig ist,

sind die so genannten
induzierten pluripotenten Stammzellen.

Sie wurden vor ziemlich kurzer
Zeit in Japan entwickelt.

Okay, induzierte pluripotente Stammzellen.

Die sind Embryonalstammzellen sehr ähnlich,

nur ohne die Kontroverse.

Wir induzieren Zellen, gut,
sagen wir, Hautzellen,

indem wir ein paar Gene
zu ihnen hinzufügen, sie züchten

und sie dann ernten.

Diese Hautzellen können überlistet werden,

ungefähr so wie zelluläre Amnesie, in einen Embryonalzustand überzugehen.

Also ohne die Kontroverse ist das
die erste coole Sache.

Die zweite coole Sache: Man kann jede
Art von Gewebe aus ihnen züchten:

Gehirn, Herz, Leber, Sie
bekommen einen Eindruck,

aber aus Ihren Zellen.

Also können wir ein Modell von
Ihrem Herz, Ihrem Gehirn erstellen

auf einem Chip.

Gewebe von berechenbarer Dichte
und Verhalten zu erzeugen

ist der zweite Teil, und das wird
tatsächlich der Schlüssel dazu sein,

diese Modelle für Wirkstoffforschung
zu verwenden.

Und dies ist ein Schema eines Bioreaktors,
den wir in unserem Labor entwerfen

um dabei zu helfen, Gewebe auf eine modularere, skalierbarere Art zu erzeugen.

Stellen Sie sich in der Zukunft eine
gewaltige parallele Version davon vor

mit Tausenden von Teilen
menschlichen Gewebes.

Es wäre so, als würde man eine
klinische Studie auf einem Chip durchführen.

Bemerkenswert an diesen induzierten
pluripotenten Stammzellen ist,

dass, wenn wir ein paar Hautzellen nehmen,

beispielsweise von Menschen
mit einer Erbkrankheit,

und daraus Gewebe erzeugen,

wir tatsächlich Tissue-Engineering-
Techniken verwenden können,

um Modelle dieser Krankheiten
im Labor zu erstellen.

Hier ist ein Beispiel von Kevin
Eggans Labor in Harvard.

Er hat Nervenzellen erzeugt

aus diesen induzierten
pluripotenten Stammzellen

von Patienen mit Amyotropher
Lateralsklerose (ALS),

und er hat sie in Nervenzellen
aufgeteilt und verblüffenderweise

zeigen diese Nervenzellen auch
Symptome der Krankheit.

Mit solchen Krankheitsmodellen
können wir diese Krankheiten

schneller als je zuvor bekämpfen und
besser als je zuvor verstehen

und vielleicht noch schneller
Medikamente entwickeln.

Dies ist ein anderes Beispiel für patientenspezifische Stammzellen,

die von jemandem mit Rethinopathia
Pigmentosa erzeugt wurden.

Das ist eine Degeneration der Retina.

Diese Krankheit liegt bei mir in der
Familie und wir hoffen wirklich,

dass solche Zellen uns dabei helfen
werden, eine Heilmethode zu finden.

Ein paar Leute denken, diese Modelle
klängen ja ganz schön und gut,

aber sie fragen: "Na ja, sind die
wirklich so gut wie die Ratte?"

Die Ratte ist immerhin
ein ganzer Organismus

mit interagierenden
Netzwerken von Organen.

Ein Medikament für das Herz kann in
der Leber metabolisiert werden

und manche der Nebenerzeugnisse
könnten im Fett gelagert werden.

Fehlt das nicht alles bei diesen mit Tissue
Engineering erstellten Modellen?

Nun, das ist ein weiterer Trend auf dem Gebiet.

Durch das Kombinieren von Tissue-
Engineering-Techniken mit Mikrofluidik

entwickelt sich dieses
Gebiet im Grunde genau

zu einem Modell des gesamten
Ökosystems des Körpers,

vollständig mit mehreren Organsystemen,
um testen zu können,

wie ein Medikament, das Sie für
Ihren Blutdruck nehmen,

Ihre Leber oder ein Antidepressivum
Ihr Herz beeinflussen könnte.

Diese Systeme sind sehr schwer zu konstruieren,
aber stehen gerade erst in den Anfängen,

in der Lage zu sein, dies zu
erreichen, also bleiben Sie dran!

Aber das ist noch nicht einmal alles, denn
sobald ein Medikament zugelassen wird,

können Tissue-Engineering-Techniken dabei helfen, personalisiertere Behandlungen zu entwickeln.

Dies ist ein Beispiel, das Ihnen
vielleicht irgendwann wichtig sein wird

und ich hoffe, das wird Ihnen nie passieren,

denn stellen Sie sich vor, Sie würden
irgendwann den Anruf bekommen,

mit der schlechten Nachricht,
Sie könnten Krebs haben.

Würden Sie nicht lieber ausprobieren,
ob diese Krebsmittel,

die Sie nehmen werden, bei
Ihrem Krebs funktionieren?

Dies ist ein Beispiel aus Karen Burgs Labor,

wo mit Tintenstrahltechnologien
Brustkrebszellen gedruckt

und ihre Entwicklungen und
Behandlungen erforscht werden

Und einige unsere Kollegen
an Tufts verbinden Modelle

wie diese mit durch Tissue Engineering
erzeugten Knochen, um zu sehen, wie Krebs

sich von einem Teil des Körpers
zum nächsten verbreiten könnte

und Sie können sich diese
Art Multi-Gewebe-Chips

als nächste Generation dieser
Art der Forschung vorstellen.

Wenn Sie über diese Modelle nachdenken,
über die wir gerade gesprochen haben,

können Sie sehen, dass
Tissue Engineering für die Zukunft

tatsächlich dafür bereit ist, dabei zu helfen, Arzneimittelprüfung zu revolutionieren

bei jedem Schritt des Prozesses.

Krankheitsmodelle sorgen für bessere Arzneimittelformulierung,

gewaltige parallele Gewebemodelle helfen dabei, Labortests zu revolutionieren,

Tierversuche und Menschenversuche in
klinischen Studien zu verringern

und individualisierte Therapien,
die das sprengen,

was wir überhaupt erst
als einen Markt ansehen.

Im Wesentlichen beschleunigen
wir drastisch die Resonanz

zwischen der Entwicklung eines
Moleküls und dem Lernen darüber,

wie es sich im menschlichen Körper verhält.

Der Vorgang dafür ist im Grunde,

Biotechnologie und Pharmakologie in eine Informationstechnik umzuwandeln,

die uns dabei hilft, Medikamente
schneller, billiger

und effektiver zu entdecken
und zu beurteilen,

Das verleiht Modellen gegen Tierversuche
eine neue Bedeutung, nicht wahr?

Danke.
(Beifall)