Ніна Тендон: Чи може культивація тканин означати персоналізовану медицину?

Хочу вам показати відео деяких моделей, з якими я працюю. Вони всі мають ідеальні розміри і не мають ані грама жиру. Я вже казала, що вони дивовижні? І всі вони - науково-дослідницькі моделі. (Сміється)

Як ви вже мабуть здогадалися, я займаюсь вирощуванням органів, і це відео серця, яке б'ється, яке я виростила у лабораторії. І ми сподіваємося, що одного дня ці тканини використовуватимуться для заміни частин людського тіла. Але сьогодні я вам розповім про те, які чудові моделі виходять із цих тканин.

Давайте на хвильку подумаємо про процес скрінінгу ліків. Розпочинається все з технології приготування лікувального засобу, лабораторного тестування, тестування на тваринах далі клінічні випробування, які можна називати тестуваннями на людях, і потім ліки надходять у продаж. Це вимагає багато грошей та часу, й іноді, навіть коли ліки з'являються на ринку, вони мають непередбачуваний ефект і шкодять людям. І чим пізніше це стається, тим гірші наслідки.

Це все відбувається з двох причин. По-перше, люди - це не пацюки, а по-друге, попри нашу дивовижну схожість, маленькі відмінності між мною і вами мають великий вплив на те, як ми засвоюємо ліки і як вони на нас діють.

Що було б, якби ми мали кращі моделі у лабораторіях, які були б не лише схожі на нас, як пацюки, але також відображали наші відмінності? Давайте поглянемо, як таке можна зробити за допомогою технології вирощування тканин.

Однією із ключових і дуже важливих технологій є, як їх називають, стимульовані плюрипотентні стовбурові клітини. Їх досить нещодавно винайшли в Японії. Тож істимульовані плюрипотентні стовбурові клітини... Вони дуже схожі на стовбурові клітини ембріонів, за винятком розбіжності. Ми стимулюємо клітини, наприклад, клітини шкіри, додаючи до них кілька генів, культивуємо їх, а потім збираємо. Тож це клитини шкіри, які можна привести в ембріональний стан, щось схоже до клітинної амнезії. Отож, відсутність розбіжності - це перевага номер один. Перевага номер два - з них можна виростити будь-який тип тканини: мозку, серця, печінки, ми отримуємо кілнічну картину, але за межама вашої тканини. Тож, ми можемо отримати модель вашого серця, мозку на чіпі.

Розробка тканин із прогнозованою щільністю та властивостями - це друга перевага, і вона буде ключовою на шляху до того, щоб пристосувати ці моделі для винаходження ліків. А це схема біореактора, який ми розробляємо в нашій лабораторії, для того щоб можна було розробляти тканини більш модульованим та шкалованим способом. Забігаючи наперед, уявіть масово-паралельну версію цього, яка б містила тисячі зразків людської тканини. Це було б все одно, що провести клінічне випробовування на чіпі.

Ще однією особливістю стимульованих плюрипотентних стовбурових клітин є те, що якщо взяти клітини шкіри, наприклад, людей з генетичними хворобами, і розробити тканину з цих клітин, то можна фактично використовувати технології культивації тканин, щоб розробляти моделі цих хвороб в лабораторії. Ось приклад лабораторії Кевіна Еганса в Гарварді. Він розробив нейрони зі стимульованих плюропотентних стовбурових клітин пацієнтів, з хворобою Лу Геріга. Він видозмінив їх у нейрони, і вражаючим є те, що ці нейрони також мають симптоми цієї хвороби. Отож, з такими моделями хвороб ми можемо з ними боротися швидше, ніж коли-небудь, і розуміти ці хвороби краще, ніж коли-небудь, і можливо, навіть, швидше знайти ліки. Ось ще один приклад стовбурових клітин окремих пацієнтів, які ми виростили з клітин пацієнта з пігментною дистрофією сітківки ока. Це хвороба, яка передається генетично, і ми дуже сподіваємося, що такі клітини допоможуть нам знайти ліки.

Тож, дехто вважає, що ці моделі здаються хорошими, але запитує: "А вони справді настільки хороші, як пацюки?" Зрештою, пацюк - це цілий організм, у якого є взаємодіючі органи. Ліки для серця можуть засвоюватися печінкою, а деякі побічні продукти залишаються в жирові. Хіба це все не упускається під час використання цих моделей з розроблених тканин? Що ж, це ще одна тенденція у цій галузі. Поєднуючи технології культивації тканин із мікрогідродинамікою сфера фактично розвивається в тому напрямку, коли модель цілої екосистеми тіла, разом із різноманітними системами органів, можна було перевірити на те, як ліки для зниження тиску впливають на вашу печінку, чи антидепресант - на серце. Ці системи дуже важко побудувати, але ми зараз намагаємося це зробити, тож пильнуйте.

Але це ще не все, адже як тільки ліки затверджують, технології культивації тканин можуть допомогти розробляти більш індивідуальні ліки. Наведу приклад, який може вас колись зацікавити, але я сподіваюся, що цього не станеться, адже уявіть, що коли-небудь вам зателефонують і повідомлять погану звістку про те, що у вас може бути рак. Хіба б ви не протестували ліки від раку,які прийматимите, щоб побачити, чи вони діють? Ось приклад з лабораторії Карен Берг, де працівники вони використовують струминні технології, щоб надрукувати клітини раку молочної залози і вивчати їх розвиток і лікування. І деякі наші колеги в Тафтс поєднують такі моделі з кістками із культивованих тканин, щоб подивитися, як рак може поширюватися з однієї частини тіла на іншу, і можете собі уявити, що такі мультитканинні чіпи будуть наступним поколінням таких досліджень.

Отож, беручи до уваги моделі, про які ми щойно говорили, можна побачити, забігаючи наперед, що культивація тканин фактично стане революцією в тестуванні ліків на кожному кроці процесу: моделювання хвороб для кращої розробки ліків, масово-паралельні моделі людських тканин, які допомагатимуть змінити тестування в лабораторіях, зменшуть тестування на тваринах та людях під час клінічних випробувань, і індивідуалізують лікування, які підривають те, що ми вважаємо ринком. По суті, ми значно пришвидшуємо появу результатів від розробки молекули та дослідження її поведінки в людському тілі. Те, чим ми займаємося, по суті, перетворює біотехнологію і фармакологію в інформаційну технологію, що допомагає нам відкривати і визначати якість ліків швидше, дешевше і ефективніше. Все це надає більшого значення моделям у порівнянні з тестуванням на тваринах, чи не так? Дякую. (Оплески)