Može li tkivni Inženjering značiti personaliziranu medicina?

Sva tijela su krajnje jedinstvena, što je lijepa misao dok ne dođemo do liječenja bolesti -- gdje svako tijelo reagira dugačije, često nepredvidljivo, na standardnu terapiju. Tkivni inžinjer Nina Tandon govori o mogućem rješenju: koristeći se pluripotentnim matičnim stanicama kako bi se stvorili personalizirani modeli organa na kojima se mogu testirati novi lijekovi i terapije, te njihovo pohranjivanje na čipove. (Nazovimo to ekstremno personalizirana medicina.)

Voljela bih vam pokazati
snimku nekih od modela

s kojima radim.

Svi su savršene veličine i
nemaju ni trunke masti.

Jesam li spomenula da su prekrasni?

I da su znanstveni modeli? (Smijeh)

Kao što ste mogli pretpostaviti,
ja sam tkivni inženjer,

a ovo je snimka kucajućeg srca

koje sam projektirala u labosu.

Nadamo se da će jednog dana ova tkiva

služiti kao zamjena za
dijelove ljudskog tijela.

Ono o čemu ću danas pričati

je kako ova tkiva čine odlične modele.

Dobro, razmislimo na
trenutak o testiranju lijekova.

Krećemo od stvaranja lijeka, testiranja
u labosu, testiranja na životinjama

zatim klinička testiranja, koja možemo
zvati testiranjem na ljudima,

prije nego što se lijek pusti u prodaju.

Sve to zahtijeva puno novaca i vremena,

a ponekad, čak i kad lijek dođe na tržište,

ponaša se nepredvidivo i našteti ljudima.

Što kasnije zakaže, to su gore posljedice.

Sve se svodi na dva problema.
Prvo, ljudi nisu štakori,

i drugo, unatoč našim nevjerojatnim
međusobnim sličnostima,

zapravo one sitne razlike između vas i mene

imaju ogroman utjecaj na način na koji
metaboliziramo lijekove

i kako ti lijekovi utječu na nas.

Stoga, što bi bilo kada bi
imali bolje modele u labosu,

koji ne samo da će nas
bolje oponašati od štakora

već odražavati naše različitosti.

Pogledajmo kako to možemo
postići s tkivnim inženjerstvom.

Jedna od ključnih tehnologija
koja je uistinu važna

je nešto što se naziva inducirane
pluripotentne matične stanice.

Razvijene su u Japanu, prilično nedavno.

U redu, inducirane pluripotentne
matične stanice.

Vrlo su slične embrionalnim
matičnim stanicama

osim što oko njih nema polemike.

Induciramo stanice, u redu,
recimo, stanice kože,

dodajući im par gena, uzgajamo ih,

i onda ih pobiremo.

Dakle, one su kožne stanice
koje možemo prevariti

u nešto poput stanične amnezije,
u embrionalnom stanju.

Stoga, bez diskusije, to je najzanimljivija
stvar u vezi toga.

Druga zanimljivost je ta da se iz njih mogu
uzgajati sve vrste tkiva:

mozak, srce, jetra, razumijete,

ali od vaših stanica.

Stoga, možemo napraviti
model vašeg srca, mozga

na čipu.

Proizvodnja tkiva čija su gustoća
i ponašanje predvidljivi

je drugi dio, i bit će zaista ključno za to

da se usvoji korištenje ovih
modela u otkrivanju lijekova.

Ovo je shema bioreaktora
kojeg smo razvili u labosu

kako bi pomogao u izradi tkiva
na modularnije, skalarnije načine.

Zamislite, u budućnosti, masivnu
paralelnu verziju ovoga

s tisućama ljudskih tkiva.

To bi bilo kao da imate
klinička ispitivanja na čipu.

Druga stvar u vezi tih inducirnih
pluripotentnih matičnih stanica

je ukoliko uzmemo neke
kožne stanice, recimo,

od ljudi s genetskom bolesti

i napravimo tkiva od njih,

možemo koristiti tkivne inženjerske tehnike

kako bi napravili modele
tih bolesti u labosu.

Ovdje imamo primjer iz
labosa Kevina Eggana na Harvardu.

On je proizveo neurone

od tih induciranih pluripotentnih
matičnih stanica

pacijenata koji imaju Lou Gehrigovu bolest,

te ih je diferencirao u neurone,
i ono što je zapanjujuće

je to da su ti neuroni pokazivali
znakove te bolesti.

Dakle s modelima bolesti kao što
su ove, možemo uzvratiti udarac

brže nego što smo to ikad prije mogli
i možemo bolje razumjeti bolest

nego ikad prije, i možda
otkriti lijek još brže.

Ovo je još jedan primjer
matičnih stanica specifčnog pacijenta

koje su stvorene od nekoga
tko boluje od retinitis pigmentoze.

To je degenerativna bolest retine.

To je bolest koja se javlja
u mojoj obitelji, i stvaro se nadam

da će stanice poput
ovih pomoći u pronalasku lijeka.

Neki ljudi misle da su
ovi modeli odlična zamisao

ali pitaju: "Jesu li stvarno
dobri poput štakora?"

Štakor je ipak cijeli organizam

sa svim interakcijama organa.

Lijek za srce se može
metabolizirati u jetri,

i neki od nusprodukata se
mogu pohraniti u masti.

Zar se sve to ne gubi s
ovim modelom stvaranja tkiva?

Ovo je drugi trend u ovom polju.

Kombiniranjem tehnike
stvaranja tkiva s mikrofluidima,

polje zapravo napreduje upravo prema tome,

modelu cijelog ekosustava tijela,

potpunog sa raznim organskim
sustavima da bi se testiralo

kako lijekovi koje uzimate za krvni tlak

možda utječu na vašu jetru
ili antidepresivi na vaše srce.

Takve sustave je teško izgraditi,
i tek krećemo prema tome,

zato, pazite se.

Ali to nije sve, jer
jednom kada je lijek odobren,

tehnika razvoja tkiva može zapravo
pomoći razviti osobniji tretman.

Ovo je primjer onoga
što bi vas zanimalo jednog dana,

ali nadam se da neće,

jer zamislite ako dobijete taj poziv

koji donosi lošu vijest da možda imate rak.

Zar se ne bi ste radije testirali i
vidjeli djeluju li ti lijekovi za rak

koje će te uzimati na vaš rak?

Ovo je primjer iz labosa
Karen Burg, gdje oni

koristeći se tehnologijom printanja
printaju stanice raka dojke

i proučavaju njegov napredak i tretman.

A neke od naših kolega na
Turfu miješaju modele

poput ovih sa stvorenim
tkivom kosti i gledaju kako se rak

širi s jednog dijela tijela na drugi,

možete zamisliti čipove s različitim tkivima

kao sljedeću generaciju ovakvih studija.

Razmislite o modelima
koje smo upravo spomenuli,

vidite, napredujući, tkivni inženjirign

bi mogao zapravo revolucionizirati
razvoj lijekova

u svakome koraku svoga puta:

modeli bolesti pomažu u
boljoj formulaciji lijekova,

masivni paralelni modeli ljudskih tkiva
revolucionariziraju testiranje u labosima,

smanjeno je testiranje na životinjama
i kliničko testiranje na ljudima,

i individualizirane terapije koje poništavaju

ono što smo smatrali tržištem.

Zapravo, dramatično
ubrzavamo povratnu informaciju

između razvoja molekule i proučavanja

kako djeluje na ljudsko tijelo.

Napredak u tome je zapravo pretvorba

biotehnike i farmakologije
u jednu informacijsku tehnologiju,

pomažući nam razviti i
procijeniti lijekove brže,

jeftinije i efikasnije.

dajući novo značenje modelima protiv
testiranja na životinjama, zar ne?

Hvala vam. (Pljesak)