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

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)