1,771,162 views • 17:52

Dette er faktisk et maleri der hænger i Countway Library ved Harvard Medical School. Og det viser den første gang et organ nogensinde blev transplanteret. Foran kan man se, faktisk, Joe Murray der gør en patient klar til transplantationen, mens man bagerst i lokalet kan se Hartwell Harrison, lederen af urologisk afdeling ved Harvard, der faktisk høstede nyren. Nyren var netop det første organ nogensinde til at blive transplanteret til et menneske.

Det var tilbage i 1954, 55 år siden. Alligevel har vi stadig mange af de samme udfordringer som mange årtier siden. Bestemt mange fremskridt, mange reddede liv. Men vi har en kæmpe mangel på organer. I det sidste årti er antallet af patienter der venter på en transplantation fordoblet. Mens, samtidig, det faktiske antal af transplantationer er forblevet næsten præcis det samme. Det har virkelig noget at gøre med vores aldrende befolkning. Vi bliver bare ældre. Medicin gør et bedre stykke arbejde med at holde os i live. Men som vi bliver ældre, har vores organer en tendens til at svigte oftere.

Så, det er en udfordring, ikke kun for organerne men også for vævet. At prøve at erstatte bugspytkirtlen, at prøve at erstatte nerver der kan hjælpe os med Parkinson. Dette er kæmpe problemstillinger. Dette er faktisk en meget lamslående statistik. Hver 30. sekund dør en patient af sygdomme der kunne være bleve behandlet med væv regeneration eller erstatning. Så, hvad kan vi gøre ved det? Vi har talt om stamceller i aften. Det er en måde at gøre det på. Men der mangler stadig noget for at få stamcellerne ind i patienterne, med hensyn til faktiske behandlinger for organer.

Ville det ikke være fedt hvis vore kroppe kunne regenerere? Ville det ikke være mægtigt hvis vi faktisk kunne udnytte den kraft fra vores kroppe, til faktisk at heale os selv? Det er faktisk ikke så fremmed et koncept, faktisk; det sker på Jorden hver dag. Dette er faktisk et billede af en salamander. Salamandere har denne fantastiske evne til at regenerere. Man ser en lille video her. Dette er faktisk en skade i et lem i denne salamander. Og dette er faktisk et rigtigt fotografi, planlagt fotografi, der viser hvordan lemmet regenererer i løbet af et par dage. Man ser arret blive dannet her. Og ud af det ar vokser der faktisk et nyt lem.

Så, salamandere kan gøre det. Hvorfor kan vi ikke? Hvorfor kan mennesker ikke regenerere? Vi kan faktisk regenerere. Ens krop har mange organer og hvert enkelt organ i ens krop har en celle bestand der er klar til at tage over når der kommer en skade. Det sker hver dag. Som man ældes, som man bliver ældre. Ens knogler regenererer hver 10 år. Ens hud regenererer hver to uger. Så, ens krop regenererer konstant. Udfordringen kommer når der er en skade. Når der kommer en skade eller sygdom, kroppens første reaktion er at lukke sig inde fra resten af kroppen. Den vil dybest set bekæmpe infektionen, og lukke sig selv inde, hvad enten det er organerne inden i ens krop, eller ens hud, den første reaktion er at der kommer arvæv, for at lukke sig selv inde fra alt udefrakommende.

Så, hvordan kan vi udnytte den evne? En af måderne vi kan gøre det på er faktisk ved at bruge smarte biomaterialer. Hvordan virker dette? Jamen, på den venstre side her ser man et urinrør der var skadet. Dette er kanalen der forbinder blæren med ydersiden af kroppen. Og man kan se den er skadet. Vi fandt dybest set ud af, at man kan bruge disse smarte materialer som man faktisk kan bruge som en bro. Hvis man bygger den bro, og man lukker det fra det udefrakommende miljø, så kan man skabe den bro, og celler der regenererer i ens krop, kan så krydse den bro, og tage den vej.

Det er faktisk det man kan se her. Det er faktisk et smart biomateriale som vi brugte, til virkelig at behandle denne patient. Dette var et skadet urinrør på den venstre side. Vi brugte det biomateriale i midten. Og så, seks måneder senere på den højre side kan man se dette redesignede urinrør. Det viser sig at kroppen kan regenerere, men kun på små afstande. Den maksimale effektive afstand for regenerering er kun omkring en centimeter. Så, vi kan bruge disse smart materialer men kun til omkring en centimeter for at slå bro over de huller.

Så, vi regenererer, men kun på små afstande. Hvad gør vi nu, hvis man har en skade på større organer? Hvad gør vi, når vi har skader på strukturer der er meget større end en centimeter? Så kan vi begynde at bruge celler. Strategien her er, at hvis en patient kommer ind til os med et dødt eller skadet organ, kan man tage et meget lille stykke væv fra det organ, mindre end halvdelen af et frimærke, man kan så karte det væv fra hinanden, og se på basiskomponenterne, patientens egne celler, man tager de celler ud, dyrker og udvider de celler uden for kroppen i store mængder, og så bruger vi stillads materialer.

For det blotte øje ligner de et stykke af ens bluse, eller ens skjorte, men faktisk er disse materialer ret komplicerede og de er designet til at nedbrydes når de er inde i kroppen. Det nedbrydes i løbet af få måneder. Det virker kun som en aflevering for cellerne. Det bringer cellerne ind i kroppen. Det tillader cellerne at regenerere nyt væv, og når først vævet er regenereret, forsvinder stilladset.

Og det er det vi gjorde ved dette stykke muskel. Dette viser faktisk et stykke muskel og hvordan vi går gennem strukturerne til faktisk at designe musklen. Vi tager cellerne, vi udvider dem, vi placerer cellerne på dette stillads, og så placerer vi stilladset tilbage i patienten. Men faktisk, før vi placerer stilladset i patienten, træner vi det faktisk. Vi vil være sikre på at vi træner denne muskel, så den ved hvad den skal gøre når vi først putter den ind i patienten. Det er det man ser her. Man ser denne muskel bioreaktor der faktisk træner musklen frem og tilbage.

Okay. Dette er flade strukturer vi ser her, musklen. Hvad med andre strukturer? Dette er faktisk et designet blodkar. Meget lig det vi lige gjorde, men en lille smule mere kompleks. Her tager vi et stillads, og vi dybest set — stilladset kan være ligesom et stykke papir her. Og vi kan lave tuber med dette stillads. Og det vi gør er, for at lave et blodkar, samme strategi. Et blodkar er lavet af to forskellige typer celler. Vi tager muskel celler, vi limer, eller coater ydersiden med disse muskel celler, meget lig det at bage en lagkage, om man vil.

Man placerer muskel cellerne på ydersiden. Man placerer de vaskulære blodkars forings celler inden i. Nu har man sit fuldt podede stillads. Man placerer dette i et ovn-lignende apparat. Det har de samme betingelser som den menneskelige krop, 37 grader celsius, 95 procent ilt. Så træner man det, ligesom det man så i videoen.

Og til højre kan man faktisk se en carotid vene der var designet. Dette er faktisk den vene der går fra ens nakke til ens hjerne. Og dette er et røntgenbillede der viser en det tydelige, funktionelle blodkar. Mere komplekse strukturer såsom blodkar, urinrør, som jeg viste jer, de er afgjort mere komplekse fordi man introducerer to forskellige celle typer. Men de opfører sig i virkeligheden som rør. Man tillader væske eller luft at komme igennem ved jævn fart. De er ikke nær så komplekse som hule organer. Hule organer har en meget højere grad af kompleksitet, fordi man beder disse organer om at

Så, blæren er et af den slags organer. Samme strategi, vi tager et meget lille stykke af blæren, mindre en halvdelen af et frimærke. Når vi karter dette væv fra hinanden i dets to individuelle celle komponenter, muskel, og disse blære specialiserede celler. Vi dyrker cellerne uden for kroppen i store mængder. Det tager omkring fire uger at dyrke disse celler fra organet. Så tager vi stilladset som vi former som en blære. Vi coater indersiden med disse blæreforeceller. Vi dækker ydersiden med disse muskelceller. Vi putter det tilbage ind i dette oven lignende apparat. Fra det tidspunkt man tager det stykke væv, seks til otte uger senere kan man putte organet tilbage i patienten.

Dette viser faktisk stilladset. Materialet bliver faktisk dækket med cellerne. Da vi udførte vores første kliniske forsøg for disse patienter lavede vi faktisk stilladset specifikt til hver patient. Vi bragte patienter ind, seks til otte uger før deres planlagte operation, lavede røntgenbilleder, og så sammensatte vi et stillads specifikt til størrelsen på patientens bækkenbund. I den anden fase af forsøgene havde vi bare forskellige størrelser, small, medium, large og extra-large. (Latter) Det er sandt. Og jeg er sikker på at alle her vil have extra-large. Ikke? (Latter)

Så, blære er helt sikkert en lille smule mere komplicerede end de andre strukturer. Men der er andre hule organer der har tillagt kompleksitet. Dette er faktisk en hjerteklap, som vi har designet. Og måden hvorpå man designer denne hjerteklap er den samme strategi. Vi tager stilladset, vi dækker det med celler, og man kan nu se her, at klappens blade åbner sig og lukker sig. Vi træner disse inden implantationen. Samme strategi.

Og så er de mest komplekse de faste organer. Til faste organer, de er mere komplekse fordi de bruger mange flere celler per centimeter. Dette er faktisk et simpelt fast organ som øret. Det bliver nu dækket med brusk. Det er det ovnlignende apparat; når det er dækket bliver det placeret her. Og så et par uger senere kan vi tage brusk stilladset ud.

Dette er faktisk fingre der blev udviklet. De bliver stakket, et lag af gangen, først knoglen, vi fylder hullerne med brusk. Så begynder vi at lægge musklen oven på. Og man begynder at lægge disse faste strukturer i lag. Igen, noget mere komplekse organer, men helt sikkert, de mest komplekse solide organer er faktisk de vaskulære, særdeles vaskulære, en masse blodkar, organer som eksempelvis hjertet, leveren, nyrene. Dette er faktisk et eksempel — adskillige strategier til at designe faste organer.

Dette er faktisk en af strategierne. Vi bruger en printer. Og i stedet for at bruge blæk, bruger vi — I så lige en blækpatron — vi bruger bare celler. Dette er faktisk en typisk printer. Den printer faktisk dette to kamrede hjerte, et lag af gangen. Men kan se hjertet komme ud der. Det tager cirka 40 minutter at printe, og omkring fire til seks timer senere kan man se muskel cellerne trække sig sammen. (Bifald) Denne teknologi blev udviklet af Tao Ju, der arbejdede på vores institut. Og dette er faktisk stadigvæk, selvfølgelig, på eksperimental stadiet, ikke til at bruge i patienter.

En anden strategi vi har fulgt er faktisk at bruge organer hvor cellerne er fjernet. Vi tager egentlig donor organer, organer der er kasseret, og så kan vi bruge milde rengøringsmidler til at tage celle elementerne ud af disse organer. Så, for eksempel på det venstre panel, det øverste panel, kan man se en lever. Vi tager faktisk donor leveren, vi bruger meget milde rengøringsmidler, og vi, ved at bruge disse milde rengøringsmidler, tager vi alle cellerne ud af leveren.

To uger senere, kan vi dybest set løfte dette organ, det føles som en lever, vi kan holde den som en lever, det ligner en lever, men den har ingen celler. Det eneste vi har tilbage er skelettet, om man vil, af leveren, kun lavet af collagen, et materiale der er i vores kroppe, som den ikke vil afstøde. Vi kan bruge det fra den ene patient til den næste. Så tager vi denne vaskulære struktur og vi kan bevise at vi beholder forsyningen blodkar.

Man kan se, egentlig at det er en gennemlysning. Vi sprøjter faktisk kontrast ind i organet. Nu kan man se den begynde. Vi sprøjter kontrasten ind i organet ind i denne lever hvor cellerne er fjernet. Og man kan se at det vaskulære træ forbliver intakt. Når vi tager cellerne, de vaskulære celler, cellerne fra blodkarene, overhælder vi det vaskulære træ med patientens egne celler. Vi overhælder ydersiden af leveren med patientens egne lever celler. Og vi kan så skabe en funktionsdygtig lever. Og det er faktisk det man ser. Dette er stadig på forsøgsbasis. Men vi er faktisk i stand til at reproducere funktionaliteten af leverens struktur, på forsøgsbasis.

For nyren, som jeg talte til jer om i det første maleri som I så, den første slide jeg viste jer, 90 procent af patienterne på transplantations ventelisten venter på en nyre, 90 procent. Så, en anden strategi vi følger er faktisk for at skabe wafere som vi stabler sammen, ligesom en harmonika, om man vil. Så, vi stakker disse wafere sammen, ved at bruge nyre cellerne. Og så kan man se disse miniature nyrer som vi har udviklet. De laver faktisk urin. Igen, små strukturer, vores udfordring er hvordan man laver dem større, og det er noget vi arbejder på lige nu på instituttet. En af tingene som jeg ville opsummere for jer så, var hvilken strategi vi går efter inden for regenerativ medicin.

Hvis det overhovedet er muligt, vi vil virkelig gerne begynde at bruge smarte biomaterialer som vi bare kan tage ned fra hylden og regenerere ens organer. Vi er begrænset af afstande lige nu, men vores mål er faktisk at forøge disse afstande med tiden. Hvis vi ikke kan bruge smart materialer, så vil vi hellere bruge vores helt egne celler.

Hvorfor? Fordi de ikke bliver afstødt. Vi kan tage celler fra en, skabe strukturer, sætte det tilbage i en, de vil ikke blive afstødt. Og hvis det muligt, vil vi hellere bruge cellerne fra ens eget specifikke organ. Hvis man overbringer et dødt luftrør vil vi gerne tage cellerne fra ens luftrør. Hvis man overbringer en død bugspytkirtel vil vi hellere tage cellerne fra det organ.

Hvorfor? Fordi vi hellere vil tage de celler der allerede ved, at det er den type celler man vil have. En luftrørs celle ved allerede at det er en luftrørs celle. Vi behøver ikke at lære den at blive en anden type celle. Så, vi foretrækker organ specifikke celler. Og i dag kan vi skaffe cellerne fra næsten alle organer i ens krop, bortset fra adskillige som vi stadig har brug for stamceller til, ligesom hjerte, lever, nerver og bugspytkirtel. Og til dem vi stadig har brug for stamceller til. Hvis vi ikke kan bruge stamceller fra ens krop så vil vi gerne bruge donor stamceller. Og vi foretrækker celler der ikke vil afstødes og ikke vil danne nogen svulster.

Og vi arbejder meget med de stamceller som vi udgav om for to år siden, stamceller fra fostervand, og moderkagen, der har disse egenskaber. Så, på dette tidspunkt, vil jeg fortælle jer at nogle af de alvorlige udfordringer vi har. I ved, jeg viste jer denne præsentation, alt ser så godt ud, alt virker. Faktisk ikke, disse teknologier er virkelig ikke så nemme. Noget af det arbejde I så i dag var udført af over 700 forskere ved vores institut i løbet af 20 år.

Så, dette er meget vanskelige teknologier. Når først man gør det rigtigt med formlen kan man reproducere den. Men det kræver meget at nå dertil. Så, jeg viser altid denne vittighedstegning. Dette er hvordan man stopper en løbsk diligence. Og der kan man se diligence føreren, og han siger, i det øverste panel, Han siger, A, B, C, D, E, F. Han stopper langt om længe diligencen. Og det er for det meste de sædvanlige basis forskere, I bunden er det for det meste kirurgerne. (Latter) Jeg er kirurg, så så sjovt er det ikke. (Latter)

Men faktisk er metode A den korrekte fremgangsmåde. Og det jeg mener med det er, at hver gang vi er kommet med en af disse teknologier til klinikken, er vi helt sikre på at vi har gjort alt hvad vi kan i laboratoriet, før vi nogensinde lancerer disse teknologier til patienter. Og når vi lancerer disse teknologier til patienter vil vi være sikre på at vi stiller os selv et meget hårdt spørgsmål. Er du klar til at sætte dette i dine kære, dit eget barn, dit eget familiemedlem, og så fortsætter vi. Fordi vores primære mål, selvfølgelig, er først, ikke at skade nogen.

Jeg vil nu vise jer, et meget kort klip, det er et fem sekunders klip af en patient der modtog et af de udviklede organer. Vi begyndte at implementere nogle af disse strukturer for mere end 14 år siden. Så, vi har patienter der nu går rundt med disse organer, udviklede organer, i mere end 10 år også. Jeg vil vise jer et klip af en ung dame. Hun havde spina bifida, en rygmarvs abnormitet. Hun havde ikke nogen normal blære. Dette er et klip fra CNN. Det tager kun fem sekunder. Dette er et segment som Sanjay Gupta faktisk tog sig af.

Video: Kaitlyn M: Jeg er lykkelig. Jeg var altid bange for at jeg kommer ud for noget, som en ulykke eller noget. Og nu kan jeg bare gå ud med venner, og gøre hvad jeg har lyst til.

Anthony Atala: Så, når alt kommer til alt, er løftet om regenererende medicin et enkelt løfte. Og det er virkelig meget simpelt, til at gøre vores patienter bedre. Tak for jeres opmærksomhed. (Bifald)