Nina Tandon: Ar putea ingineria tisulară să însemne medicină personalizată?

Fiecare dintre corpurile noastre e unic şi asta e minunat până când ajungem să tratăm boli - pentru că fiecare corp reacţionează diferit, deseori imprevizibil, la tratamente standard. Inginera de ţesut Tina Tandon vorbeşte despre o posibilă soluţie: Folosind celule stem induse pluripotente pentru a crea modele personalizate de organe pe care să testăm noile medicamente şi tartamente, cu stocarea lor pe cipuri. (Să o numim medicină personalizată la maxim.)

Vreau să vedeţi un video cu câteva din modelele

cu care lucrez.

Sunt perfect proporţionate şi nu au un gram de grăsime.

Am spus cumva că-s minunate?

Şi că sunt modele ştiinţifice? (Râsete)

După cum aţi ghicit, sunt inginer de ţesuturi,

iar acesta e un video cu o inimă funcţională

pe care am creat-o în laborator.

Cândva sperăm că aceste ţesuturi

vor putea servi ca piese de rezervă pentru corpul uman.

Azi am să vă vorbesc despre

modul în care aceste ţesuturi dau modele deosebite.

Procesul de monitorizare al medicamentelor e cam aşa:

pleci de la formula medicamentului, teste de laborator, teste pe animale,

studii clinice, care se pot numi teste pe oameni,

abia apoi medicamentul intră pe piaţă.

Costă o grămadă de bani şi timp

şi câteodată, deşi ajunge pe piaţă,

se comportă imprevizibil şi face rău oamenilor.

Cu cât eșuează mai târziu, cu atât mai grave sunt consecinţele.

De fapt, totul se reduce la două probleme.
Prima - oamenii nu sunt animale,

şi a doua - în ciuda incredibilei noastre asemănări,

acele mici diferenţe dintre mine şi tine

au impact asupra modului în care metabolizăm substanţele

şi în ce mod ne afectează.

Dacă am avea modele mai bune în laboratoare

care nu doar că ne-ar imita mai bine decât şobolanii,

dar ne-ar reflecta şi diversitatea?

Să vedem cum putem face asta cu ajutorul ingineriei tisulare.

Una din tehnologiile cheie extrem de importante

sunt celulele stem pluripotente induse.

Au fost create recent în Japonia.

OK, celule stem pluripotente induse.

Seamănă mult cu celulele stem embrionare,

exceptând faptul că sunt controversate.

Inducem celulele pielii, să zicem,

adăugându-le câteva gene, cultivându-le,

apoi recoltându-le.

Aşadar sunt celule ale pielii care pot fi păcălite,

asemeni amneziei celulare din stadiul embrionic.

Exceptând controversa, acesta e primul aspect benefic.

Al doilea beneficiu, poţi cultiva orice tip de ţesut din ele:

creier, inimă, ficat, orice

plecând de la celulele tale proprii.

Putem face un model al inimii tale, al creierului tău

pe un cip.

Generând ţesuturi de densitate şi comportament previzibil

e al doilea aspect, care va fi cheia pentru adoptarea

acestor modele pentru descoperirea medicamentelor.

Acesta e un bioreactor schematic pe care îl dezvoltăm în laborator,

care să-i ajute pe inginerii tisulari într-un mod mai modular, cu posibilitate de mărire a scării.

Anticipând, imaginaţi-vă o versiune paralelă a acestuia,

cu mii de piese de ţesut uman.

Ar fi ca un studiu clinic pe un cip.

Dar încă un avantaj al acestor celule stem induse pluripotent

e că luând câteva celule de piele, să zicem,

de la oameni cu o boală genetică

din care facem ţesuturi,

putem folosi tehnicile de inginerie tisulară

să generăm modele ale acelei boli în laborator.

Un exemplu din laboratorul lui Kevin Eggan de la Harvard.

A generat neuroni

din aceste celule stem induse pluripotente

de la pacienţi cu boala Lou Gehrig,

şi le-a diferenţiat în neuroni, iar ce e uimitor

e că şi aceşti neuroni au semne ale bolii.

Cu asemenea modele de boli ne putem apăra

mai rapid decât oricând şi putem înţelege boala mai bine

şi putem descoperi medicamente mai repede.

Alt exemplu de celule stem specifice unui pacient

pe care le-am creat de la cineva cu retinită pigmentară.

E o degenerare a retinei.

E o boală ereditară şi sperăm

că celule de acest fel să ne ajute să-i găsim tratamentul.

Unii cred că aceste modele sună bine şi ne întreabă

dacă sunt la fel de bune ca şi şobolanii.

Şobolanii constituie un organism întreg,

cu reţele şi organe interactive.

Un medicament pentru inimă ar putea fi metabolizat în ficat,

iar unii produşi secundari ar putea fi depozitați în ţesutul adipos.

Nu vă lipsesc aceste aspecte la ţesuturile obţinute în laborator.

Ei bine, asta-i o altă tendință în domeniu.

Combinând tehnicile de inginerie tisulară cu microfluidica,

domeniul abia emerge acum,

un model al întregului ecosistem al corpului,

întregit cu multiple sisteme de organe cu care să se poată testa

cum un medicament pe care l-ai lua pentru tensiune

ţi-ar afecta ficatul sau cum un antidepresiv ţi-ar afecta inima.

Aceste sisteme sunt greu de făcut, dar începem să ne apropiem,

aşa că fiţi pe fază.

Asta nu e tot, odată ce un medicament e aprobat,

tehnicile de inginerie tisulară ne pot ajuta să creăm tratamente personalizate.

E un exemplu care v-ar putea interesa într-o zi,

deşi sper să nu fie nevoie.

Imaginaţi-vă că primiţi acel telefon

care vă dă vestea proastă că s-ar putea să aveţi cancer.

N-aţi vrea ca medicamentele prescrise vouă, împotriva cancerului,

chiar vor avea efect pe tipul vostru de cancer?

Un exemplu din laboratorul lui Karen Burg, în care ei

folosesc tehnologia inkjet ca să tipărească celule canceroase mamare

şi să le studieze evoluţia pe parcursul tratamentelor.

Colegi de la Tufts combină modele din acestea

cu ţesut osos creat pentru a vedea în ce mod cancerul

se întinde de la o parte la alta a corpului,

şi vă puteţi imagina acele cipuri multitisulare

ca fiind generaţia următoare acestor tipuri de studii.

Putem anticipa că modelele discutate,

obţinute prin inginerie tisulară,

au rolul de a revoluţiona monitorizarea medicamentelor

la fiecare pas:

modele de boli pentru o mai bună structură farmacologică,

modele masive de ţesut uman pentru revoluţionarea testelor de laborator,

reducerea testelor pe animale şi a celor clinice,

terapii individualizate care răstoarnă

ceea ce până acum abia consideram a fi o nevoie medicală.

De fapt, accelerăm serios feedback-ul

dintre crearea unei molecule şi studierea modului

în care ea acţionează în corpul uman.

Procesul prin care facem asta constă în transformarea

biotehnologiei şi a farmacologiei în tehnologia informaţiei,

ajutându-ne să descoperim şi să evaluăm medicamentele mai repede,

mai ieftin şi mai eficace.

Dă o nouă însemnătate modelelor în comparație cu testarea pe animale, nu-i aşa?

Vă mulţumesc. (Aplauze)