1,770,485 views • 17:52

Tämä maalaus on esillä Countway-kirjastossa Harvard Medical Schoolissa. Se kuvaa ensimmäistä elinsiirtoa. Edessä näemme Joe Murrayn, joka valmistelee potilasta, ja taustalla on Hartwell Harrison, johtava urologi Harvardissa, irrottamassa munuaista. Munuainen oli ensimmäinen elin, joka siirrettiin toiseen ihmiseen.

Se tapahtui 1954, 55 vuotta sitten. Yhä edelleen useat haasteista ovat samoja kuin vuosikymmeniä sitten. On tapahtunut edistystä, moni ihminen on pelastettu, mutta meillä on suuri puute elimistä. Viime vuosikymmenenä elinsiirtoa odottavien potilaiden määrä on tuplaantunut. Samaan aikaan siirrettävien elimien määrä on pysynyt lähes samana. Tämä johtuu väestön ikääntymisestä. Me vanhenemme. Lääketiede onnistuu paremmin pitämään meidät elossa. Mutta ikääntyessämme elimemme toimivat huonommin.

Se on haaste, ei vain elimille vaan myös kudoksille, jotka yrittävät korjata haimaa, tai hermoja, mikä voi auttaa Parkinsonin taudissa. Nämä ovat suuria ongelmia. Tämä on hämmästyttävä tilasto. Joka 30. sekunti potilas kuolee sairaudesta, joka olisi voitu parantaa kudoksen uusiutumisella tai korvaamisella. Mitä voimme tehdä? Olemme puhuneet kantasoluista tänään. Se on yksi tapa. Mutta kantasolut pitää saada potilaisiin, jotta elimiä voidaan hoitaa.

Eikö olisi mahtavaa, jos kehomme voisivat uusiutua? Eikö olisi mahtavaa, jos voisimme valjastaa kehojemme voiman parantaaksemme itsemme? Se ei ole täysin mahdoton ajatus; itse asiassa; niin käy joka päivä maapallolla. Tämä on kuva salamanterista. Salamantereilla on hämmästyttävä kyky uusiutua. Tässä pieni video. Tämän salamanterin raaja on vahingoittunut. Tämä aito kuva, ajan funktiona, näyttää kuinka raaja uusiutuu muutamassa päivässä. Näette arpeutuman, ja arvesta kasvaa uusi raaja.

Salamanterit voivat tehdä niin. Miksi me ihmiset emme voi uusiutua? Itse asiassa, me voimme. Kehossa on monia elimiä, ja jokaikisellä elimellä kehossa on soluryhmä, joka on valmis käymään ohjaksiin vamman sattuessa. Niin käy joka päivä. Ikääntyessä, vanhetessa, luut uusituvat joka 10. vuosi, iho uusiutuu kahden viikon välein. Keho uusiutuu koko ajan. Haaste on parantaa vamma. Vamman tai sairauden sattuessa kehon ensimmäinen reaktio on sulkea se erilleen muusta kehosta. Se haluaa taistella tulehdusta vastaan ja sulkea itsensä — riippumatta siitä, onko se elin tai ihoa — ensimmäinen reaktio on arven muodostuminen, jotta se eristyy muusta.

Kuinka voimme valjastaa tämän voiman? Yksi tapa, jota käytämme on älykkäät biomateriaalit. Miten se toimii? Vasemmalla näette vaurioituneen virtsaputken. Tämä kanava vie virtsarakosta kehon ulkopuolelle. Näette, että se on vahingoittunut. Havaitsimme, että älykkäitä biomateriaaleja voi käyttää siltana. Jos rakentaa sillan ja eristää muun ympäristön, voi luoda sillan — ja solut, jotka uusiutuvat kehossa, voivat ylittää sillan ja luoda polun.

Näette sen tässä. Käytimme älykästä biomateriaalia parantaaksemme potilaan. Vahingoittunut virtsaputki on vasemmalla. Käytimme keskellä olevaa biomateriaalia. Ja kuusi kuukautta myöhemmin, oikealla, näette uusiutuneen virtsaputken. Kehomme voi uusiutua, mutta vain lyhyillä välimatkoilla. Maksimietäisyys tehokkaalle uusiutumiselle on vain noin senttimetri. Joten voimme käyttää älykkäitä biomateriaaleja, mutta vain noin senttimetrin matkalla, sulkeaksemme reikiä.

Me uusiudumme, mutta vain lyhyitä matkoja. Mitä teemme, jos isompi elin on vahingoittunut? Mitä teemme, jos vamma on rakenteessa, joka on paljon isompi kuin senttimetrin? Sitten käytämme soluja. Strategia menee näin: potilas tulee meille sairaana tai vammautuneen elimen kanssa. Otamme hyvin pienen palan kudosta elimestä, pienemmän kuin puolet postimerkistä. Ajamme kudoksen erilleen peruskomponentteihinsa, potilaan omiin soluihin. Voimme eristää solut ja kasvattaa niitä kehon ulkopuolella suuria määriä, ja käyttää tukirakenteita.

Ne näyttävät kuin palaselta puseroa tai paitaa, mutta itse asiassa nämä materiaalit ovat melko monimutkaisia ja suunniteltuja hajoamaan kehon sisällä. Se hajoaa muutamaa kuukautta myöhemmin. Se toimii vain solujen kuljetusvälineenä. Se tuo solut kehoon. Se antaa solujen luoda uutta kudosta, ja kun kudos on uusiutunut, tukiverkko häviää.

Niin teimme tälle lihakselle. Tässä on pala lihasta ja kuinka rakennamme rakenteet, joilla luomme lihaksen. Otamme soluja, venytämme niitä, laitamme ne tukiverkolle, ja laitamme tukiverkon takaisin potilaaseen. Itse asiassa, ennen kuin laitamme sen potilaaseen, harjoitamme sitä. Me ehdollistamme lihaksen, jotta se tietää mitä tehdä, kun se on potilaassa. Näette sen tässä. Tämä on lihasbioreaktori, joka harjoittaa lihasta edestakaisin.

Nämä litteät rakenteet ovat itse lihas. Entä muut rakenteet? Tämä on rakennettu verisuoni. Hyvin samankaltainen kuin äskeinen, mutta vähän monimutkaisempi. Otamme tukiverkon ja — tukiverkko voi olla kuin paperin pala tässä — teemme siitä sylinterimäisen. Käytämme verisuonelle samaa strategiaa. Verisuoni koostuu kahdesta solutyypistä. Lihassoluilla päällystämme ulko-osan, vähän kuin kakkua kuorrutettaessa.

Lihassolut tulevat ulkopuolelle. Verisuonen solut vuoraavat sisäpinnan. Nyt tukirakenteeseen on kylvetty solut. Se laitetaan tähän uunin kaltaiseen laitteeseen. Siinä on ihmiskehon kaltaiset olosuhteet, 37 astetta lämmintä, 95 prosenttia happea. Sitä harjoitetaan, kuten näitte nauhalla.

Oikealla näette rakentamamme valtimon. Tämä valtimo menee kaulasta aivoihin. Tässä on röntgenkuva tuosta toimivasta verisuonesta. Monimutkaisemmat rakenteet kuten verisuonet, virtsaputket, joita näytin, ne ovat ehdottomasti monimutkaisempia, koska käytämme kahta eri solutyyppiä. Mutta ne toimivat enimmäkseen putkina. Niissä nestettä tai ilmaa menee tasaisesti läpi. Ne eivät ole läheskään niin monimutkaisia kuin ontot elimet. Ontot elimet ovat paljon monimutkaisempia, koska nämä elimet toimivat tarpeen tullen.

Virtsarakko on sellainen elin. Sama strategia: otamme pienen palan virtsarakosta, vähemmän kuin puolet postimerkistä. Erotamme kudoksen yksittäisiin solutyyppeihin, lihakseen ja rakkotoimintaan erikoistuneisiin soluihin. Kasvatamme soluja kehon ulkopuolella suuria määriä. Se vie noin neljä viikkoa. Muovaamme tukiverkosta virtsarakon muotoisen. Päällystämme sen sisältä virtsarakon soluilla. Päällystämme ulkopuolen lihassoluilla. Laitamme sen uunin kaltaiseen laitteeseen. Kudoksen irrottamisesta kestää noin kuudesta kahdeksaan viikkoa, että voimme laittaa elimen takaisin potilaaseen.

Tässä on se tukiverkko. Materiaalia päällystetään soluilla. Kun teimme ensimmäisiä kliinisiä kokeita, loimme jokaiselle potilaalle erilaisen tukiverkon. Potilaat tulivat kuudesta kahdeksaan viikkoa ennen kirurgista toimenpidettä röntgeniin, ja rakensimme tukiverkon, joka sopi potilaan lantio-onteloon. Toisella koekerralla tarjosimme vain eri kokoja: pieni, keskikokoinen, iso ja tosi iso. (Naurua) Ihan totta. Kaikki täällä halusivat tosi ison? (Naurua)

Virtsarakot ovat todellakin vähän monimutkaisempia kuin muut rakenteet. On monimutkaisempiakin onttoja elimiä. Tämä on rakentamamme sydänläppä. Sydänläpän voi rakentaa samalla tekniikalla. Tarvitsemme tukiverkon, johon kylvämme solut, ja kuten näette tässä, liuskat avautuvat ja sulkeutuvat. Harjoitutamme sitä ennen potilaaseen asentamista. Sama strategia.

Monimutkaisimpia ovat kiinteät elimet. Kiinteät elimet ovat monimutkaisempia, koska niissä käytetään paljon enemmän soluja per senttimetri. Tämä on yksinkertainen kiinteä elin, korva. Siihen laitetaan rustoa. Tuo on se uunin kaltainen laite; Kun se on päällystetty, se laitetaan sinne. Muutamaa viikkoa myöhemmin otamme rustorakenteen takaisin käsittelyyn.

Tässä teemme sormea. Teemme useita kerroksia, yksi kerrallaan. Ensin luu. Välit täytämme rustolla. Sitten lisäämme lihaksia päälle. Näitä kiinteitä rakenteita kerrostetaan. Monimutkaisempia elimiä, mutta selvästi monimutkaisimpia elimiä ovat itse asiassa verisuonelliset, erittäin paljon verisuonia sisältävät, elimet kuten sydän, maksa, munuaiset. Esimerkki — on useita tapoja rakentaa kiinteitä elimiä.

Tämä on yksi niistä. Käytämme tulostinta. Emme käytä mustetta — näitte juuri mustekasetin — käytämme soluja. Tämä on tavallinen tulostin. Se tulostaa tätä kahden kammion sydäntä yksi kerros kerrallaan. Näette sydämen muodostumassa. Kestää noin 40 minuuttia tulostaa se, ja noin neljästä kuuteen tuntia myöhemmin lihassolut alkavat supistella. (Suosionosoituksia) Tämän teknologian kehitti Tao Ju, joka työskenteli instituutissamme. Tämä on tietenkin vielä koetasolla, emme käytä sitä potilaisiin.

Toinen käyttämämme tekniikka on ollut käyttää soluttomia elimiä. Otamme luovuttajan elimen, elimen, joka ei kelpaa, ja käytämme hyvin mietoa puhdistusainetta poistaaksemme soluaineksen näistä elimistä. Ylhäällä vasemmalla näette maksan. Otamme luovuttajan maksan, käytämme hyvin mietoja puhdistusaineita, ja niiden avulla poistamme solut maksasta.

Kaksi viikkoa myöhemmin voimme ottaa elimen käteen, ja se tuntuu maksalta, sitä voi pidellä kuin maksaa, se näyttää maksalta, mutta siinä ei ole soluja. Jäljellä on vain ikään kuin maksan rakenne, joka on kollageenista, materiaali, jota kehomme eivät hylji. Voimme käyttää sitä kaikille potilaille. Otamme tämän verisuonirakenteen, ja voimme osoittaa, että verisuonisto toimii.

Kuten näette tuosta röntgenläpivalaisukuvasta. Ruiskutamme elimeen kontrastiainetta. Tässä alamme ruiskuttaa kontrastiainetta elimeen, soluttomaan maksaan. Näette verisuoniston, joka pysyy ehjänä. Sitten otamme verisuonien soluja, ja täytämme verisuoniston potilaan omilla soluilla. Täytämme maksan ulkopuolen potilaan omilla maksasoluilla. Voimme luoda toimivia maksoja. Sen näette tässä. Tämä on vielä kokeellista, mutta olemme onnistuneet toistamaan maksan toiminnan kokeissa.

Munuainen. Puhuin ensimmäiseksi maalauksesta ensimmäisellä kalvollani. 90 prosenttia potilaista elinsiirtojen jonotuslistalla odottaa munuaissiirtoa. 90 prosenttia. Toinen tekniikkamme on rakentaa kiekkoja, jotka laitamme yhteen kuin hanurin. Pinoamme niitä yhteen käyttäen munuaisten soluja. Tässä näette rakentamiamme minikokoisia munuaisia. Ne itse asiassa tuottavat virtsaa. Haasteemme on tehdä niistä isompia, ja sen parissa työskentelemme juuri nyt instituutissamme. Haluaisin tiivistää teille ne tekniikat, joita käytämme regeneratiivisen lääketieteen alalla.

Jos mitenkään mahdollista, haluaisimme käyttää älykkäitä biomateriaaleja, joita voimme helposti käyttää auttamaan kehoa uusimaan elimensä. Se toimii vain lyhyillä etäisyyksillä juuri nyt, mutta tavoitteenamme on kasvattaa tuota etäisyyttä ajan mittaan. Jos emme voi käyttää biomateriaaleja, haluamme käyttää potilaan omia soluja.

Miksi? Koska keho ei hylji niitä. Voimme ottaa potilaalta soluja, luoda rakenteen, laittaa sen potilaaseen, eikä se aiheuta hylkimistä. Ja jos mahdollista, käytämme soluja kyseisestä elimestä. Jos henkitorvi on sairastunut, haluamme käyttää soluja henkitorvesta. Jos haima on sairastunut, haluamme käyttää sen elimen soluja.

Miksi? Koska valitsemme mieluiten ne solut, joiden tiedämme jo olevan oikeaa tyyppiä. Henkitorven solu tietää olevansa henkitorven solu. Meidän ei tarvitse opettaa sitä muuntumaan eri solutyypiksi. Suosimme elinkohtaisia soluja. Tällä hetkellä voimme erottaa soluja melkein kaikista elimistä, paitsi useista, joita varten tarvitsemme kantasoluja, kuten sydän, maksa, hermot, ja haima. Niitä varten tarvitsemme kantasoluja. Jos emme voimme käyttää potilaan omia kantasoluja, käytämme luovuttajan kantasoluja. Suosimme soluja, joita keho ei hylji, ja jotka eivät muodosta kasvaimia.

Työskentelemme paljon kantasolujen kanssa — julkaisimme pari vuotta sitten, kuinka eristää kantasoluja lapsivedestä ja istukasta, joilla on sellaiset ominaisuudet. Haluaisin kertoa teille nyt vielä joistain isoista haasteista. Esitin teille juuri kuinka kaikki näyttää hyvältä, kaikki toimii. Kuten tiedätte, nämä teknologiat eivät ole niin helppoja. Osan töistä, jotka näitte tänään, oli tehnyt yli 700 tutkijaa instituutissamme 20 vuoden aikana.

Nämä ovat hyvin haastavia teknologioita. Kun löytää toimivan reseptin, sen voi toistaa. Mutta kestää kauan löytää se. Haluan aina näyttää tämän sarjakuvan. Kuinka pysäyttää karanneet vaunut. Näette vaunujen ajajan, joka ylempänä menee A, B, C, D, E, F. Hän lopulta pysäyttää vaunut. Nuo ovat perustieteilijöitä. Alempana ovat yleensä kirurgit. (Naurua) Olen kirurgi, joten se ei ole niin hauskaa. (Naurua)

Itse asiassa menetelmä A on oikea lähestymistapa. Tarkoitan sitä, että siinä vaiheessa, kun käytämme jotain tekniikoistamme klinikalla, olemme tehneet kaiken mahdollisen laboratoriossa ennen kuin käytämme niitä potilaisiin. Ja kun käytämme näitä teknologioita potilaisiin, haluamme olla varmoja, että kysymme itseltämme vaikean kysymyksen. Olemmeko valmiita laittamaan tällaisen rakkaimpaamme, lapseemme, perheenjäseneen, ja sitten jatkamme. Meidän päätavoitteemme on tietenkin olla aiheuttamatta vahinkoa.

Näytän teille nyt lyhyen viiden sekunnin pätkän potilaasta, joka sai yhden rakentamistamme elimistä. Aloimme käyttää joitain näistä rakenteista yli 14 vuotta sitten. Meillä on potilaita, jotka ovat kävelleet ympäriinsä keinoelimillämme yli 10 vuotta. Näytän pätkän nuoresta neidistä. Hänellä oli spina bifida, epänormaali selkäydin. Hänellä ei ollut normaalia virtsarakkoa. Tämä on ote CNN:ltä. Vain viisi sekuntia. Tämän otteen järjesti Sanjay Gupta.

Video: Kaitlyn M: "Olen onnellinen. Pelkäsin aina vahinkoja tai vastaavaa. Nyt voin mennä ulos ystävieni kanssa ja tehdä mitä haluan."

Loppujen lopuksi, regeneratiivisella lääketieteellä on yksi ainoa lupaus. Se on hyvin yksinkertainen: parantaa potilaitamme. Kiitos. (Suosionosoituksia)