「臓器チップ」がもたらす未来
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0:00 - 0:04今 私たちは
世界的な保健医療問題を抱えています -
0:04 - 0:07というのも 現在の―
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0:07 - 0:10新薬の研究・開発方法は
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0:10 - 0:14コストも時間もかかりすぎる上
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0:14 - 0:18成功するより
失敗の方が多い状況で -
0:18 - 0:21とにかく うまく行っていないからです
-
0:21 - 0:24つまり 本当に必要とされている
新しい治療法が -
0:24 - 0:26患者さんのもとに
届けられず -
0:26 - 0:30病気がそのまま
蔓延っている状態です -
0:30 - 0:33私たちは 以前にも増して
お金を投資しているようですが -
0:33 - 0:37研究開発投資 一千億円あたりの
-
0:37 - 0:41新薬承認数は減ってきています
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0:41 - 0:44より多くのお金をかけて
少ない薬を生み出す -
0:44 - 0:46どうなっているんでしょう?
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0:46 - 0:48これには様々な原因があるわけですが
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0:48 - 0:50主要因の一つと思われるのが
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0:50 - 0:53新薬試験のためのツールです
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0:53 - 0:57薬がうまく機能するのか
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0:57 - 0:58効能があるのか
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0:58 - 1:00安全であるのかを
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1:00 - 1:04臨床試験前に確認するのですが
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1:04 - 1:06それが うまく行っていません
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1:06 - 1:09人間に使ったとき
どうなるか予測できないのです -
1:09 - 1:12今 私たちが使えるツールは
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1:12 - 1:14主に2つで
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1:14 - 1:18細胞培養と動物実験です
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1:18 - 1:21まず 1つ目の細胞培養を
見てみましょう -
1:21 - 1:24細胞は 私たちの体の中で
機能するわけですが -
1:24 - 1:26元々あった環境から
細胞だけを -
1:26 - 1:29取り出してきて
このようなシャーレに移し -
1:29 - 1:31元通りに機能させようとしても
-
1:31 - 1:33そう うまくはいきません
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1:33 - 1:35細胞は そんな環境
好まないのです -
1:35 - 1:36やっぱり 体の中とは
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1:36 - 1:39状況が違いますから
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1:39 - 1:41では 動物実験はどうでしょう?
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1:41 - 1:44動物は 実際に
大変有益な情報を -
1:44 - 1:46与えてくれています
-
1:46 - 1:48動物のお蔭で
複雑な器官で -
1:48 - 1:50どんなことが起こるのか
分かります -
1:50 - 1:53まさに生物学的なことを多く学べます
-
1:53 - 1:56でも しばしば
-
1:56 - 2:00動物実験では
特定の薬で治療をしたときに -
2:00 - 2:04人体に何が起こるのか
分からないことがあります -
2:04 - 2:06ですから より良いツールが必要なのです
-
2:06 - 2:08人間の細胞が必要ですが
-
2:08 - 2:10体から取り出しても
心地よい環境にできるような -
2:10 - 2:12方法を見つけないといけません
-
2:12 - 2:15私たちの体は
動的環境で -
2:15 - 2:17常に動いています
-
2:17 - 2:19細胞も その影響を受けます
-
2:19 - 2:22細胞は 私たちの体の
動的環境の中で -
2:22 - 2:25常に機械的な力を
受けているわけです -
2:25 - 2:27ですから 体外で
細胞にとって -
2:27 - 2:28心地よい環境を作るためには
-
2:28 - 2:31私たちは 細胞建築家に
ならないといけません -
2:31 - 2:35この細胞たちのために
第二の故郷を -
2:35 - 2:39設計し 作ってあげるのです
-
2:39 - 2:40ハーバード大学ヴィース研究所は
-
2:40 - 2:42そのことに成功しました
-
2:42 - 2:45それが「臓器チップ
(organ-on-a-chip)」で -
2:45 - 2:47こちらがそうです
-
2:47 - 2:50美しいでしょう?
本当にすごいんですよ -
2:50 - 2:54私が手にしているのは
チップ上の人間の肺で -
2:54 - 2:57まさに呼吸し 生きています
-
2:57 - 2:59ただ美しいだけではないのです
-
2:59 - 3:02これによって
本当にいろんなことができます -
3:02 - 3:05あの小さなチップの上の
生きた細胞は -
3:05 - 3:08動的な環境にあり
-
3:08 - 3:11様々な種類の細胞と
互いに作用し合っています -
3:11 - 3:13多くの人が 研究室で
-
3:13 - 3:14細胞を育てる取組みをし
-
3:14 - 3:18様々なアプローチが
取られてきました -
3:18 - 3:20研究室で ミニ臓器を作る
というものさえ ありました -
3:20 - 3:22私たちが考えているのは
-
3:22 - 3:24そういうことではなく
-
3:24 - 3:25この小さなチップに
-
3:25 - 3:28最小機能単位を作り
その中で -
3:28 - 3:31細胞が人体で影響を受ける
-
3:31 - 3:34生化学 機能 力学的歪みも
-
3:34 - 3:38再現しようというのです
-
3:38 - 3:41どう機能するのか
お見せしましょう -
3:41 - 3:43コンピュータチップ製造技術を使い
-
3:43 - 3:45コンピュータチップ製造技術を使い
-
3:45 - 3:47これらの構造を
-
3:47 - 3:50実際の細胞と環境に
見合ったものにしています -
3:50 - 3:52ここに 3つの流体チャネルがあります
-
3:52 - 3:56真ん中が
多孔質で柔軟性がある皮膜で -
3:56 - 3:58ここに人間の細胞をのせます
-
3:58 - 3:59例えば 肺ですね
-
3:59 - 4:02その下には
毛細血管細胞― -
4:02 - 4:04血管にある細胞があります
-
4:04 - 4:08さらに チップには
機械的な力を加えることができ -
4:08 - 4:11皮膜は伸びたり縮んだりします
-
4:11 - 4:14つまり 細胞には
私たちが呼吸をしたときと同様の -
4:14 - 4:17機械的な力が加わり
-
4:17 - 4:20私たちの体の中にいるのと
同じような影響を受けます -
4:20 - 4:22上のチャネルには
空気が流れ -
4:22 - 4:26血管のチャネルには
栄養素を含む -
4:26 - 4:28液体を流します
-
4:28 - 4:31さて チップは素晴らしいですが
-
4:31 - 4:33これで何ができるのでしょうか?
-
4:33 - 4:35この小さなチップには
すごい機能性があるのです -
4:35 - 4:37この小さなチップには
すごい機能性があるのです -
4:37 - 4:39お見せしましょう
-
4:39 - 4:41例えば 疑似感染をさせられます
-
4:41 - 4:45バクテリアを肺に流し込んで
-
4:45 - 4:48人間の白血球も入れます
-
4:48 - 4:50すると 白血球は
バクテリアの侵入に対して -
4:50 - 4:52防御機能がありますから
-
4:52 - 4:55白血球は
感染による炎症を感知すると -
4:55 - 4:58血管から肺に浸入して
-
4:58 - 5:00バクテリアを飲みこみます
-
5:00 - 5:02これを チップ上の
人間の肺で -
5:02 - 5:05実際にご覧いただきましょう
-
5:05 - 5:09白血球にマークをしていますので
流れているのが分かるでしょう -
5:09 - 5:11今 感染を感知して
-
5:11 - 5:12白血球は留まり始めました
-
5:12 - 5:16そして そこに留まって
肺に入り込もうとし -
5:16 - 5:18血管から侵入します
-
5:18 - 5:22ご覧いただいた通り
-
5:22 - 5:251つの白血球の動きを
実際に目で見られるのです -
5:25 - 5:28止まって 小刻みに動いて
-
5:28 - 5:30細胞の層を通り
穴を抜け -
5:30 - 5:32反対側の皮膜から出てきます
-
5:32 - 5:36そして 緑色にマークされた
バクテリアを -
5:36 - 5:37動けなくします
-
5:37 - 5:40あの小さなチップで再現される―
-
5:40 - 5:44感染に対する
体の最も基本的な反応を -
5:44 - 5:46ご覧いただきました
-
5:46 - 5:49これが免疫反応です
-
5:49 - 5:52素晴らしいですね
-
5:52 - 5:54次に お見せするのは
この写真です -
5:54 - 5:57ただ美しいだけではなく
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5:57 - 6:00非常に多くの情報を
教えてくれるもので -
6:00 - 6:03チップ内での
細胞の動きが分かります -
6:03 - 6:05これらの細胞は
-
6:05 - 6:07私たちの肺の
細い気道から取ったものですが -
6:07 - 6:11実際の肺の中にも
この毛のようなものが生えています -
6:11 - 6:12繊毛と呼ばれるものですが
-
6:12 - 6:15肺から粘液を
排出する役割があります -
6:15 - 6:17粘液というと気持ち悪いですね
-
6:17 - 6:19でも 粘液は
とても重要なもので -
6:19 - 6:22粘液が 微粒子やウイルス
-
6:22 - 6:23アレルゲンになりうるものを捉え
-
6:23 - 6:25これらの繊毛が動いて
-
6:25 - 6:27粘液を外に出すのです
-
6:27 - 6:29繊毛がもし損傷してしまうと
-
6:29 - 6:31例えば 喫煙とかで―
-
6:31 - 6:34繊毛は正しく機能せず
粘液を外に出せなくなり -
6:34 - 6:38気管支炎などの
病気になります -
6:38 - 6:41繊毛と 粘液排出機能は
-
6:41 - 6:45嚢胞(のうほう)性線維症のような
重大な病気とも関わりがありますね -
6:45 - 6:49さて これらのチップで
細胞が機能するようになったので -
6:49 - 6:51私たちは 新たな治療の可能性を
-
6:51 - 6:53探り始めました
-
6:53 - 6:55チップに肺を作っただけ
ではありません -
6:55 - 6:57腸も作りました
-
6:57 - 6:59こちらが そうです
-
6:59 - 7:02人間の腸細胞を
-
7:02 - 7:04腸チップに入れ
-
7:04 - 7:07絶えず蠕動運動を与えます
-
7:07 - 7:10波のように細胞から細胞に
伝わる運動です -
7:10 - 7:13これによって
人間の腸で起こりうる -
7:13 - 7:17多くの機能を再現できます
-
7:17 - 7:20これで病気のモデルも
作れるようになりました -
7:20 - 7:23例えば 過敏性腸症候群
-
7:23 - 7:27これは多くの人が患っていて
-
7:27 - 7:29本当に体にこたえますが
-
7:29 - 7:33あまり良い治療法がないのが
現状です -
7:33 - 7:35今 様々な器官のチップを
-
7:35 - 7:37つなげた一連の機構を
-
7:37 - 7:41私たちの研究室で
作っています -
7:41 - 7:44実は この技術の
真の実力は -
7:44 - 7:46これらのチップを
-
7:46 - 7:49流体的に結び付けられることに
あるのです -
7:49 - 7:51液体が これらの細胞に流れ
-
7:51 - 7:56さまざまな臓器チップを
互いにつなげて -
7:56 - 8:00チップ上に いわゆる
仮想人体を作るのです -
8:00 - 8:03本当にうれしく思っています
-
8:03 - 8:07これらのチップで 人体の全てを
再現するつもりはありません -
8:07 - 8:11私たちが目指すところは
-
8:11 - 8:13人体でどんなことが起こるか
-
8:13 - 8:16予測性を高めるために
-
8:16 - 8:18十分な機能を再現することだからです
-
8:18 - 8:21例えば 今 私たちは
エアロゾル製剤などの薬を -
8:21 - 8:24入れたときに どうなるか
調べられるようになりました -
8:24 - 8:27私のように喘息持ちの方が
吸入具を使ったとき -
8:27 - 8:30どのように薬が
肺に入って行き -
8:30 - 8:32体に吸収されるのか
心臓には -
8:32 - 8:34どんな影響を与えるか
調べられます -
8:34 - 8:35心臓の鼓動が変わるか?
-
8:35 - 8:37毒性があるのか?
-
8:37 - 8:39肝臓で解毒されるのか?
-
8:39 - 8:41肝臓の中で代謝されるのか?
-
8:41 - 8:43腎臓で排出されるのか?
-
8:43 - 8:45体が薬にどう反応するか
-
8:45 - 8:48動的に研究することができるのです
-
8:48 - 8:50これはとても革命的で
-
8:50 - 8:52世の中をひっくり返すようなものです
-
8:52 - 8:55製薬会社だけではなく
-
8:55 - 8:59化粧品業界を始めとする
様々な産業にとって革命です -
8:59 - 9:04今 研究室で
開発している皮膚チップを使えば -
9:04 - 9:07化粧品に使われている成分が
-
9:07 - 9:10実際に皮膚に使っても
安全か確認もできるでしょう -
9:10 - 9:13それも動物実験なしにです
-
9:13 - 9:17日々 私たちが
さらされている化学物質が -
9:17 - 9:19安全かも検証できます
-
9:19 - 9:23例えば 家庭用洗剤に含まれる
化学物質などです -
9:23 - 9:26臓器チップがあれば
-
9:26 - 9:28バイオテロや放射線被ばくにも
-
9:28 - 9:31応用ができます
-
9:31 - 9:34さらには エボラ出血熱や
-
9:34 - 9:37SARSなどの危険な病気について
-
9:37 - 9:41多くを学ぶことができます
-
9:41 - 9:43臓器チップによって
-
9:43 - 9:47私たちの臨床試験のあり方も
変わるでしょう -
9:47 - 9:49今 臨床試験の対象となるのは
-
9:49 - 9:53平均的な患者です
平均ですから -
9:53 - 9:56つまり 中年や女性が
対象となる傾向があります -
9:56 - 10:00臨床試験で あまり子どもは
対象となりません -
10:00 - 10:03日々 子どもは
薬を飲んでいるのに -
10:03 - 10:07唯一 その安全性を検証したデータは
-
10:07 - 10:10大人のものというわけです
-
10:10 - 10:12子どもは
大人とは違います -
10:12 - 10:15大人と同じような
反応をするとは限りません -
10:15 - 10:18ほかにも
遺伝学的な違いなどによって -
10:18 - 10:19ほかにも
遺伝学的な違いなどによって -
10:19 - 10:22ある種の人は リスク集団に入り
-
10:22 - 10:26薬の副作用が出る可能性も
高くなるかもしれません -
10:26 - 10:29ですから
もし様々な人から細胞を取って -
10:29 - 10:31チップに載せて
チップの上で -
10:31 - 10:33様々な人口集団を
再現できたとしたら -
10:33 - 10:35これは 本当に
-
10:35 - 10:37臨床試験を大きく変えるのです
-
10:37 - 10:40これが この取り組みをしている
チームのみんなです -
10:40 - 10:43エンジニアもいれば
細胞生物学者も -
10:43 - 10:47臨床医もいて
一緒に研究をしています -
10:47 - 10:50ここ ヴィース研究所で
素晴らしいことが起こりつつあります -
10:50 - 10:52様々な領域がここに収斂し
-
10:52 - 10:56生物学が
デザインや設計・制作をする方法に -
10:56 - 10:59影響を与えているのです
-
10:59 - 11:00面白いことです
-
11:00 - 11:04重要な産業間連携を
打ち立てつつあるのです -
11:04 - 11:07その一例として 私たちも
-
11:07 - 11:11大規模デジタル製造専門の
企業と連携しています -
11:11 - 11:13これによって
-
11:13 - 11:14一つではなく
-
11:14 - 11:16何百万ものチップが作れ
-
11:16 - 11:17出来るだけ多くの
-
11:17 - 11:20研究者の手に渡せるようになります
-
11:20 - 11:24これこそ この技術の可能性を
開くものです -
11:24 - 11:27ここで 私たちの機械をお見せしましょう
-
11:27 - 11:29こちらは
エンジニアが -
11:29 - 11:32今 研究室で
プロトタイプしているもので -
11:32 - 11:34この機械を使えば
-
11:34 - 11:36技術的に制御を行い
-
11:36 - 11:4110以上の臓器チップを
リンクできるようになるのです -
11:41 - 11:43ほかにも重要な機能があります
-
11:43 - 11:46簡単に使えるインターフェイスです
-
11:46 - 11:49私のような細胞生物学者でも
-
11:49 - 11:51チップを取って
それをカートリッジに入れ -
11:51 - 11:53ちょうど このプロトタイプのように
-
11:53 - 11:55カートリッジをちょうど
-
11:55 - 11:56CDのように機械に挿入すれば
-
11:56 - 11:57準備完了です
-
11:57 - 12:00つないでスイッチを入れるだけ
簡単です -
12:00 - 12:04ちょっと想像してみてください
-
12:04 - 12:06あなたの幹細胞を取って
-
12:06 - 12:08チップに載せることで
-
12:08 - 12:11将来 どんなことができるのか
-
12:11 - 12:14あなた専用のチップです
-
12:14 - 12:18ここにいる私たちは
それぞれ違います -
12:18 - 12:21こうした個人差は
-
12:21 - 12:23薬に対して
異なった反応― -
12:23 - 12:27時には予想もしない反応を
引き起こします -
12:27 - 12:32私自身 2年ほど前に
ひどい頭痛があり -
12:32 - 12:34どうしても治らず
「何かしなくちゃ」と思い -
12:34 - 12:36鎮痛解熱剤を飲みました
すると15分後には -
12:36 - 12:38病院行きになりました
-
12:38 - 12:40ひどい喘息の発作を起こしたのです
-
12:40 - 12:42私は 致命的ではありませんでしたが
-
12:42 - 12:45残念ながら
こうした薬の副作用は -
12:45 - 12:49時に致命的になります
-
12:49 - 12:51どうやって それを防ぐのか?
-
12:51 - 12:53私たちは いつの日か
-
12:53 - 12:56ジェラルディンさん専用のチップ
-
12:56 - 12:57ダニエルさん専用のチップ
そして -
12:57 - 12:59あなたのチップを作り
-
12:59 - 13:01その人専用の医療が
できるかもしれません -
13:01 - 13:05ありがとうございました
(拍手)
- Title:
- 「臓器チップ」がもたらす未来
- Speaker:
- ジュラルディン・ハミルトン
- Description:
-
新しい薬や病気の治療法を考え出すのは、比較的簡単です。難しいのはその試験で、それによって、将来性のある治療法が何年も使うことができないこともあります。この詳細に語られるトークで、ジュラルディン・ハミルトンは、彼女の研究所がチップ上にどう臓器や体の一部を作りだしたか紹介します。新薬を試験するのに必要な部分だけを備えたシンプルな構造のチップによって、その人だけに合った治療法を探し出すこともできます。(TEDxBostonで撮影)
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:23
Riaki Ponist edited Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Akiko Hicks edited Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Akiko Hicks approved Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Akiko Hicks edited Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Akiko Hicks edited Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Tomoyuki Suzuki accepted Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Tomoyuki Suzuki edited Japanese subtitles for Body parts on a chip | ||
Tomoyuki Suzuki edited Japanese subtitles for Body parts on a chip |