Ентони Атала за растење на нови органи

Ова овде е слика којашто е закачена во библиотеката Каунтвеј во Медицинското Училиште Харвард. И ја прикажува првата трансплантација на орган некогаш изведена. Напред всушност можете да го видите Џо Мури како го подготвува пациентот за трансплантација додека во задната соба го гледате Хартвел Харисон, Шеф на Урологија во Харвард, како го зема бубрегот од донорот. Бубрегот всушност беше првиот орган којшто некогаш се трансплантирал на човек.

Тоа беше назад во 1954. Пред 55 години сеуште се соочувале со многу од истите предизвици кои постоеле и во многуте претходни декади. Секако има многу напредоци, многу спасени животи. Но имаме огромен недостаток на органи. Во последнaтa декада бројот на пациенти кои чекаат за трансплантација е двојно зголемен. Додека во исто време, бројот на пациенти останува скоро целосно непроменет. Ова навистина има врска со нашата стареечка популација. Ние само старееме. Медицината врши подобра работа одржувајќи не во живот. Но како што старееме, нашите органи се посклони кон оштетување.

Значи, тоа е предизвик не само за органите туку и за ткивата. Обидите за пресадување на панкреас, обидите за пресадување на нерви кои би ни помогнале во Паркинсоновата болест. Ова се големи проблеми. Ова е всушност доста шокантна статистика. Секои 30 секунди пациент умира од болест која би можела да биде третирана со регенерација или пресадување на ткиво. И, што може ние да сториме во врска со ова? Веќе зборувавме за матични клетки вечерва. Тоа е еден начин. Но сепак сме далеку од користење на овие матични клетки за пациентите во смисол на вистински терапии за органи.

Нели би било супер ако нашите тела можат да се регенерираат? Нели би било супер ако можеме да ја искористиме силата на нашите тела, за да се излекуваме самите? Ова всушност и не е некој непознат концепт; ова е нешто што се случува секој ден на Земјата. Ова е слика од саламандер. Саламандрите ја имаат оваа неверојатна особина да се регенерираат. Ова е мал видео клип. Ова е всушност повреда на екстремитет на саламандер. И е впрочем вистинска фотографија, темпирана фотографија која покажува како овој екстремитет се регенерира во период од неколку денови. Го гледате формирањето на лузна. И оваа лузна подоцна прераснува во ново стапало.

Значи, саламандрите можат да го направат ова. Зошто не и ние? Зошто луѓето неможат да се регенерираат? Всушност, ние можеме да се регенерираме. Вашите тела имаат многу органи, и секој орган во телото има популација на клетки кои се подготвени да стапат во сила во време на повреда. Се случува секој ден, Како што растете, како што стареете. Вашите коски се регенерираат секои 10 години. Вашата кожа се регенерира секои две недели. Значи, вашето тело константно се регенерира. Предизвикот се случува кога има повреда. За време на повреда или болест, првата реакција на телото е да го изолира ова од остатокот од телото. Во основа, тоа сака да ја победи инфекцијата и да се изолира себеси. Без разлика дали се работи за органи во твоето тело, или твојата кожа, првата реакција е формирање на ова ткиво, т.е. лузна така што би се заштитило од надворешноста.

Па, како би можеле да се искористиме оваа карактеристика? Еден од начините да го оствариме ова е со користење на паметни биоматеријали. Како функционира ова? На левата страна овде гледате уретра која е повредена. Ова е каналот кој го поврзува мочниот меур со надворешноста на телото. Како што гледате, каналот е повреден. Ние всушност откривме дека овие паметни биоматеријали можат да се искористат за изградба на еден вид мост. Ако го изградиме тој мост, и го затвориме од надворешното опкружување, тогаш може да се создаде тој мост и клетките кои се регенерираат во твоето тело би можеле да го преминат тој мост, и да продолжат по патеката.

Токму тоа и го гледате ваму. Тоа е всушност паметен биоматеријал кој беше искористен за лекување на пациентот. Ова беше повредената уретра на левата страна. Ние го искористивме биоматеријалот во средината. И потоа, шест месеци подоцна, на десната страна ја гледате регенерираната уретра. Излегува дека, нашето тело може да се регенерира, но само на мали растојанија. Максималнато ефикасно растојание за регенерација е само околу еден сантиметар. Значи, можеме да ги користиме овие паметни биоматеријали, но само околу еден сантиметар за да ги поврземе празнините.

Значи, ние се регенерираме, но на ограничени растојанија. Што би направиле доколку имаме повреди на поголеми органи? Што би направиле за структури кои се многу поголеми од еден сантиметар? Би можеле да почнеме да користиме клетки. Стратегијата овде, е ако пациент дојде кај нас со заболен или повреден орган, можеме да земеме мало парче ткиво од овој орган, помало од половина поштенска марка, можеме да го анализираме ова ткиво и да ги видиме неговите составни делови, сопствените клетки на пациентот, може да се земе примерок од овие клетки, и да се одгледуваат и намножат надвор од телото во големи количини, и потоа да се искористат како материјал за основа.

За голото око, тие изгледаат како парче од твојата маичка или кошула, но всушност овие материјали се доста комплексни и се дизајнирани така што би се распаднале штом се внесат во телото. Дизинтегрира неколку месеци подоцна. Се користи само како еден вид скеле за достава на клетки. Тоа ги носи клетките во телото. Им овозможува на клетките да регенерираат ново ткиво, и штом ткивото е регенерирано, скелето изчезнува.

Тоа и го направивме со ова парче мускул. Ова е всушност приказ на парче мускул и како ние преминуваме преку структурите за всушност да го изградиме мускулот. Ги земаме клетките, ги намножуваме, ги ставаме клетките на скелето, и потоа го поставуваме назад во пациентот. Но всушност, пред да го поставиме скелето во пациентот, првин го тренираме. Сакаме да се осигураме дека овој мускул е истрениран, така што би знаел што да прави кога ќе биде поставен во пациентот. Тоа го гледате ваму. Го гледате овој био-рекатор за мускулот како го тренира напред и назад.

Во ред. Ова што го гледаме е рамна структура, тоа е мускулот. Но што е со другите структури? Ова всушност е изграден крвен сад. Доста слично со она што го направивме предмалку, но сепак малку покомплексно. Овде земаме скеле, и во основа - скелето може да биде како парче хартија И можеме да го тубуларизираме ова скеле И тоа што го правиме, за да создадеме крвен сад, е истата стратегија. Крвниот сад е составен од два различни типа на клетки. Ги земаме мускулните клетки, ги залепуваме т.е. ја обвиваме надворешноста со овие мускулни клетки, доста слично како печење слоеви торта, ако забележувате.

Ги поставуваме мускулните клетки на надворешната страна. Го поставуваме слојот на васкуларни крвни клетки во внатрешноста И сега имаме целосно поставен модел (скеле). Ова се поставува во направа во форма на рерна. Ги има истите услови како и човечкото тело, 37 степени Целзиусови, 95 проценти кислород. Тогаш, го тренираме ткивото, како што видовте на претходното видео.

И на десната страна всушност ја гледате каротидната артерија којашто беше дизајнирана. Ова е артеријата којашто оди од вратот до мозокот. А ова е рентген снимка којашто го покажува функционалниот крвен сад на пациентот. Покомплексните структури како крвните садови и уретрата кои ви ги покажав, се дефинитивно покомплексни затоа што овде внесувате два различни вида на клетки. Но тие всушност се однесуваат повеќе како спроводници. Дозволуваме течност или воздух да премине на умерени услови. Тие не се ни близу комплицирани како шупливите органи. Шупливите органи имаат многу поголем степен на комплексност затоа што барате од овие органи да реагираат на потреба.

Мочниот меур е еден таков орган. Истата стратегија, земаме мало парче од мочниот меур, помало од половина поштенска марка. Потоа го растегнуваме ткивото на неговите две индивидуални клеточни компоненти, мускул, и вид специјализирани меурни клетки. Ги одгледуваме клетките надвор од телото во големи количини. Потребни се околу четири недели да се израснат овие клетки од органот. Потоа земаме скеле кое го обликуваме во форма на мочен меур. Ја обложуваме внатрешноста со клетките кои ја сочинуваат поставата на меурот. Ја обложуваме надворешноста со мускулни клетки. Го поставуваме назад во оваа направа со налик на рерна. Од времето кога го земаме тоа парче ткиво, по шест до осум недели можеме да го вратиме органот назад во пациентот.

Ова всушност го покажува скелето Материјалот се обложува со клетките. Кога го имавме првиот клинички тест со овие пациенти, ние всушност создадовме скеле специфично за секој пациент. Ги земавме пациентите, шест до осум недели пред нивната закажана операција, им направивме рентгенско снимање, и потоа создадовме скеле специјално според големината на карличната празнина на пациентот. Во втората фаза на испитувањата, имавме само различни големини: мала, средна, голема и екстра-голема. (Смеење) Вистина е. И сигурен сум дека сите присутни сакаа екстра-голема. Така? (Смеење)

Значи, мочните меури се дефинитивно покомплексни од другите структури. Но има други шупливи органи кои додаваат на степенот на комплексност. Ова е срцев залисток, создаден од наша страна. И начинот на создавање на овој срцев залисток ја има истата стратегија. Го земаме скелето, го посадуваме со клетки, и можете да забележите ваму, како залистоците се отвараат и затвараат. Ги тренираме пред имплантација. Истата стратегија.

И потоа, најкоплексни се цврстите органи. Цврстите органи се покомплексни бидејќи се потребни многу повеќе клетки за сантиметар ткиво. Ова е всушност обичен цврст орган како увото. Сега се посадува со рскавец. Ова е рерноликата направа; штом се обложи, скелето се става овде. И потоа неколку недели подоцна можеме да го извадиме рскавичниот модел.

Ова всушност се прсти на коишто работиме. Тие се обложуваат, слој по слој, првин коската, ги пополнуваме празнините со рскавец. Потоа го додаваме мускулот. И почнуваме со обложувањето на овие цврсти структури. Повторно, доста комплексни органи, но најкомплексните цврсти органи се всушност васкуларизираните, високо васкуларизираните органи со голема залиха на крвни садови како на пример срцето, црниот дроб, бубрезите. Ова е пример - неколку стратегии за создавање на цврсти органи.

Ова е една од стратегиите. Користиме печатар. И наместо да користиме мастило, ние користиме - самошто видовте инкџет кертриџ - ние користиме клетки. Ова е всушност вашиот типичен компјутерски принтер. Тој го печати ова срце со две комори, слој по слој. Го гледате срцето како излегува овде. Потребни се 40 минути да се испечати и четири до шест часа подоцна ги гледате клетките како се грчат. (Аплауз) Оваа технологија беше развиена од Тао Ју, којшто работеше во нашиот институт. И ова всушност е сеуште, се разбира, експериментално не е за употреба за пациенти.

Друга стратегија која ја следевме е всушност употребата на децелуларизирани органи. Ние ги земаме органите на донаторите, органи кои се отфрлени, и потоа употребуваме многу нежни детергенти за да ги отстраниме сите клеточни елементи од овие органи. Па, на пример на левиот панел, горниот панел, гледате црн дроб. Ние всушност го земаме црниот дроб од донаторот, ги користиме благите детергенти, и со користењето на овие детергенти, ги отстрануваме сите клетки од црниот дроб.

По две недели, во основа можеме да го подигнеме овој орган, се осеќа како црн дроб, можеме да го држиме како црн дроб, изгледа како црн дроб, но нема клетки Се што ни останало е скелетот, ако претпочитате, на црниот дроб, составен од колаген, материјал кој е во нашите тела, и не би бил отфрлен. Можеме да го користиме од еден пациент во друг. Потоа ја земаме оваа васкуларна структура и можеме да докажеме дека го зачувуваме снабдувањето со крвни садови.

Гледате, тоа всушност е флуороскопија. Ние во основа инјектираме контраст во органот. Сега гледате како започнува. Инјектираме контраст во органот, во овој децелуларизиран црн дроб. И можете да ја видите васкуларната мрежа која останува недопрена. Потоа ги земаме васкуларните клетки, клетките на крвните садови, и ја поставуваме васкуларната мрежа со сопствените клетки на пациентот. Ја поставуваме надворешноста на црниот дроб со клетките на пациентот. И можеме со тоа да создадеме фунцкионални црни дробови. И токму тоа и го гледате. Ова е сеуште во експериментална фаза. Но ние бевме во можност да ја репродуцираме функционалноста на структурата на црниот дроб, експериментално.

За бубрегот, како што ви зборував за првата слика која ја видовте, првиот слајд кој ви го покажав, 90 проценти од пациентите на трансплантирачката листа за чекање чекаат во ред за бубрег, 90 проценти. Па, друга стратегија која ја имаме е всушност да создадеме дискови кои би ги напластиле во купче - нешто во налик на хармоника. Значи, ги собираме дисковите заедно, користејки ги клетките од бубрегот. И потоа можете да ги видите овие минијатурни бубрези кои ги изградивме. Тие всушност произведуваат урина. Повторно, мали структури, нашиот предизвик е да ги направиме големи, и тоа е нешто на кое што работиме во моментов во нашиот институт. Едно од нештата што сакав да ги сумирам за вас е стратегијата со којашто ние одиме во областа на регенеративна медицина.

Ако е воопшто возможно ние навистина би сакале да ги употребиме паметните биоматеријали кои можеме едноставно да ги земеме од полица и да ги регенерираме вашите органи со нив. Во моментов сме ограничени со растојанијата, но нашата цел е всушност да ги зголемиме тие растојанија со тек на времето. Доколку неможеме да користиме паметни биоматеријали за тоа, тогаш би претпочитале да ги користиме вашите сопствени клетки.

Зошто? Затоа што тие нема да бидат отфрлени. Можеме да земеме клетки од вас, да ги создадеме структурите, да ги ставиме назад во вас - и тие нема да бидат отфрлени од телото. И доколку е можно, би преферирале да ги користиме клетките од специфичниот орган кој е во прашање. Доколку се појавите со заболен душник, би сакале да земеме клетки од вашиот душник. Доколку имате заболен панкреас, би сакале да земеме клетки од тој орган.

Зошто? Затоа што порадо би ги земале клетките кои веќе знаат дека се истиот тип којшто ви е потребен. Клетка од душникот веќе знае дека е клетка од душник. Немораме да ја програмираме истата за да постане клетка од друг тип. Затоа, ние преферираме клетки кои се специфични за органите. Денес можеме да добиеме клетки од скоро секој орган во телото, освен од неколку за кои сеуште ни се потребни матични клетки како срцето, црниот дроб, нервите и панкреасот. За нив сеуште ни се потребни матични клетки. Доколку неможеме да употребиме матични клетки од вашето тело, тогаш би сакале да употребиме матични клетки од донатор. И претпочитаме клетки кои не би биле одбиени и не би предизвикале тумори.

Ние работиме доста со матичните клетки, за коишто и објавиме научен артикл пред две години, матични клетки од амниотичната течност и плацентата, кои ги имаат тие особини. Па, овде би сакал да ви кажам за некои од поголемите предизвици кои ги имаме. Знаете, јас самошто ви ја прикажав оваа презентација, се изгледа така добро, се функционира. Всушност и не е баш така, овие технологии не се воопшто лесни. Дел од резултатите кои ги видовте денес беа сработени од преку 700 истражувачи од нашиот институт, во временски период од 20 години.

Значи ова се доста тешки технологии. Штом се добие точната формула, таа може да се реплицира. Но потребно е многу време да се стигне дотаму. Затоа, секогаш сакам да ја прикажувам следнава карикатура. Ова е пример како да се сопре разјарена кочија. И ваму го гледате возачот, и тој е, се разбира на горниот панел, со пиштол во раката Тој се обидува со А, Б, Ц, Д, Е, Ф Тој конечно успева да ја сопре кочијата. И ова по обичај се основните научници, а во долниот дел на дното, тоа обично се хирурзите. (Смеење) Јас сум хирург и ова не е така смешно. (Смеење)

Но всушност методот А е точниот пристап. А со тоа сакам да кажам дека секој пат кога започнувавме со една од овие технологии во клиниката, моравме да се осигураме дека можеме да направиме се во лабораторијата пред воопшто да започнеме со ваквите технологии со пациентите. И кога ќе стартуваме со овие технологии со пациентите сакаме да бидеме сигурни дека првин ќе се запрашаме себеси со доста тешко прашање. Дали сме спремни да го ставиме ова во нашите сакани, во сопственото дете, член на нашата фамилија, па потоа да продолжиме. Затоа што нашата основна цел, секако е најпрво, да не се нанесе никаква штета.

Сега ќе ви покажам еден многу краток клип. Тоа е петсекунден клип од пациент кој доби еден од дизајнираните органи. Почнавме со инплантирање со некои од структуриве пред преку 14 години. Значи, денес имаме пациенти кои живеат со органи, дизајнирани органи, кои ги добиле пред десетина години. Сега ќе ви покажам клип од една млада дама. Таа имаше spina bifida defect, абнормалност на 'рбетниот мозок. Таа немаше нормален мочен меур. Следново е сегмент од CNN. Ова ќе одземе само пет секунди. Ова е сегмент за којшто се погрижи Санџеј Гупта.

Видео: Кејтлин М: Јас сум среќна. Секогаш се плашев дека ќе имам некаква несреќа или слично. А сега можам едноставно да одам, да излегувам со моите пријатели, да правам што ќе посакам.

Ентони Антала: Гледате, на крај, ветувањето на регенеративната медицина е едно ветување. И тоа е навистина многу едноставно, да го подобриме здравјето на нашите пациенти. Ви благодарам за вниманието. (Аплауз)