TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Nina Tandon: ¿La ingeniería de tejidos podría significar medicina personalizada?
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Cada uno de nuestros cuerpos es absolutamente único, lo cual es una idea maravillosa a la hora de tratar una enfermedad dado que cada cuerpo reacciona de manera diferente, a menudo impredecible, al tratamiento estándar. La ingeniera de tehjidos Nina Tandon habla de una posible solución: el uso de células madre pluripotentes para hacer modelos personalizados de órganos en los que poner a prueba nuevos medicamentos y tratamientos, y su almacenamiento en chips de computadora. (La llaman medicina altamente personalizada).
Nina Tandon - Tissue engineering researcher
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
Nina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies. Full bio
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00:16
I'd like to show you a video of some of the models
0
843
2045
Me gustaría mostrarles un video de algunos de los modelos
00:18
I work with.
1
2888
1589
que trabajo.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Tienen el tamaño perfecto, y no tienen ni un ápice de grasa.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
¿He mencionado que son hermosos
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
y que son modelos científicos? (Risas)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Como seguramente adivinaron, soy ingeniera de tejidos,
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
y este es un video de algunos de los corazones con latidos
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
que he diseñado en el laboratorio.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
Y esperamos que un día esos tejidos
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
puedan servir de reemplazo para el cuerpo humano.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Pero hoy hablaré de lo buenos
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
que son estos tejidos como modelos.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Pensemos por un momento en el proceso de certificación de fármacos.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Pasamos por la formulación, pruebas de laboratorio, pruebas en animales,
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
ensayos clínicos, que podrían denominarse pruebas en humanos,
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
antes de que los fármacos lleguen al mercado.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Cuesta mucho dinero, mucho tiempo,
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
y, a veces, aún si el fármaco llega al mercado,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
se comporta de un modo impredecible y daña a la gente.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
Y cuanto más tarde falle, peores serán las consecuencias.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Todo se reduce a dos temas.
Uno: los humanos no somos ratas;
Uno: los humanos no somos ratas;
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
y dos: a pesar de nuestras increíbles
similitudes de unos con otros,
similitudes de unos con otros,
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
en realidad esas diminutas
diferencias entre uno y otro
diferencias entre uno y otro
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
tienen enorme impacto
en la forma de metabolizar fármacos
en la forma de metabolizar fármacos
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
y los efectos de esos fármacos sobre nosotros.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
¿Qué tal si tuviésemos modelos de laboratorio
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
que no sólo nos imitaran mejor que las ratas
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
sino que reflejaran nuestra diversidad?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Veamos cómo podemos hacerlo con ingeniería tisular.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
Una de las tecnologías clave
que es realmente importante
que es realmente importante
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
es lo que se llama células madre
pluripotentes inducidas.
pluripotentes inducidas.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Han sido desarrolladas
en Japón hace bastante poco.
en Japón hace bastante poco.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
Bien, células madre pluripotentes inducidas.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Se parecen mucho a las células madre embrionarias
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
sólo que no tienen controversia.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
Inducimos a las células,
digamos, células de la piel,
digamos, células de la piel,
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
agregándole unos genes, los cultivamos,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
y luego los cosechamos.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Son células de la piel que pueden ser llevadas
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
en una especie de amnesia celular,
a un estado embrionario.
a un estado embrionario.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Que no tenga controversia es algo genial,
es lo primero.
es lo primero.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
La segunda cosa genial es que
se puede cultivar todo tipo de tejidos
se puede cultivar todo tipo de tejidos
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
con ellas: cerebro, corazón, hígado,
tienen la imagen,
tienen la imagen,
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
a partir de las células propias.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
Podemos hacer un modelo de tu corazón, tu cerebro,
02:23
on a chip.
45
127170
2632
en un chip.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
La generación de tejidos de densidad
y comportamiento predecible
y comportamiento predecible
02:28
is the second piece, and will be really key towards
47
132658
2832
es el segundo elemento, y será clave para
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
que el descubrimiento de fármacos adopte estos modelos.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
Y este es el esquema de un biorreactor
que estamos desarrollando
que estamos desarrollando
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
para ayudar a diseñar tejidos
de un modo más modular y escalable.
de un modo más modular y escalable.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
En el futuro, imaginemos una versión
paralela masiva de esta
paralela masiva de esta
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
con miles de órganos de tejido humano.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
Sería como tener un ensayo clínico en un chip.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Otra cosa sobre estas células madre pluripotentes inducidas
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
es que si tomamos algunas células de la piel, digamos,
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
de personas con una enfermedad genética
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
y diseñamos tejidos a partir de ellos,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
podemos usar técnicas de ingeniería tisular
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
para generar modelos de esas
enfermedades en el laboratorio.
enfermedades en el laboratorio.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Este es un ejemplo del laboratorio
de Kevin Eggan en Harvard.
de Kevin Eggan en Harvard.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Él generó neuronas
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
a partir de estas células
madre pluripotentes inducidas
madre pluripotentes inducidas
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
de pacientes que tienen la enfermedad de Lou Gehrig,
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
y él las diferenció en neuronas,
y lo asombroso es que
y lo asombroso es que
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
estas neuronas también muestran síntomas de la enfermedad.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Así que con modelos de enfermedades como éstas, podemos luchar
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
más rápido antes y entender mejor la enfermedad
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
que antes, y quizá descubrir fármacos aún más rápido.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
Este es otro ejemplo de células madre de pacientes específicos
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
diseñadas a partir de células con retinitis pigmentaria.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
Esta es una degeneración de la retina.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
Es una enfermedad que está presente
en mi familia, y esperamos realmente
en mi familia, y esperamos realmente
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
que células como éstas
nos ayuden a encontrar una cura.
nos ayuden a encontrar una cura.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Así que algunas personas piensan
que estos modelos suenan muy bien,
que estos modelos suenan muy bien,
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
pero preguntan: "Bueno, ¿son tan buenos como la rata?"
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
La rata, después de todo, es un organismo completo
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
con redes interactivas de órganos.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Un fármaco para el corazón puede metabolizarse en el hígado,
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
y alguno de los subproductos pueden almacenarse en la grasa.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
¿No extrañas todo eso con estos modelos de ingeniería tisular?
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
Bueno, esta es otra tendencia en el campo.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
La combinación de técnicas de ingeniería tisular con microfluídica,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
el campo evoluciona hacia allí,
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
un modelo integral del ecosistema corporal,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
lleno de múltiples sistemas de órganos para probar
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
qué fármaco que uno toma para la presión arterial
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
podría afectar al hígado
o si un antidepresivo podría afectar al corazón.
o si un antidepresivo podría afectar al corazón.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Estos sistemas son reamente difíciles de construir,
pero estamos empezando a hacerlo,
pero estamos empezando a hacerlo,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
así que estén atentos.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Y eso no es todo, porque una vez que se aprueba un fármaco
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
las técnicas de ingeniería tisular pueden ayudarnos
a desarrollar tratamientos más personalizados.
a desarrollar tratamientos más personalizados.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
Este es un ejemplo que podría interesarles algún día,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
espero que nunca,
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
porque imaginen si alguna vez reciben el llamado
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
que les da la mala noticia de que podrían tener cáncer.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
¿No probarían si esos fármacos contra el cáncer
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
que van a tomar funcionarán en Uds.?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
Este es un ejemplo del laboratorio
de Karen Burg en el que
de Karen Burg en el que
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
usan tecnologías de inyección
para imprimir células de cáncer de mama
para imprimir células de cáncer de mama
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
para estudiar avances y tratamientos.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
Y algunos de nuestros compañeros de Tufts mezclan modelos
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
con ingeniería tisular ósea para ver cómo el cáncer
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
podría extenderse de una parte del cuerpo a otra,
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
y pueden imaginar esos chips de tejidos múltiples
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
como la próxima generación de este tipo de estudios.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
Pensando en los modelos que acabamos de comentar,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
se puede ver, en el futuro, que la ingeniería de tejidos
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
está preparada para ayudar
a revolucionar la certificación de drogas
a revolucionar la certificación de drogas
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
en cada paso del proceso:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
modelos de enfermedades que permitan mejor formulación de fármacos,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
modelos de tejidos humanos masivos
para ayudar a revolucionar pruebas de laboratorio,
para ayudar a revolucionar pruebas de laboratorio,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
reducir las pruebas con animales
y humanos en los ensayos clínicos,
y humanos en los ensayos clínicos,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
y terapias individualizadas que irrumpan
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
en lo que ni siquiera consideramos un mercado.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
En esencia, estamos acelerando
drásticamente la retroalimentación
drásticamente la retroalimentación
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
entre el desarrollo de una molécula y sus efectos
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
en el cuerpo humano.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Nuestra manera de hacerlo consiste en transformar
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
la biotecnología y la farmacología
en una tecnología de la información,
en una tecnología de la información,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
que nos ayude a descubrir y evaluar
los medicamentos más rápido,
los medicamentos más rápido,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
de forma más barata y más eficaz.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
Le da un nuevo significado a los modelos
de experimentación con animales, ¿no?
de experimentación con animales, ¿no?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Gracias. (Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Nina Tandon - Tissue engineering researcherNina Tandon studies ways to use electrical signals to grow artificial tissues for transplants and other therapies.
Why you should listen
Nina Tandon studies electrical signaling in the context of tissue engineering, with the goal of creating “spare parts” for human implantation and/or disease models. After receiving a bachelor’s degree in electrical engineering from Cooper Union, Nina worked on an electronic nose used to “smell” lung cancer as a Fulbright scholar in Rome. She studied electrical stimulation for cardiac tissue engineering at MIT and Columbia, and now continues her research on electrical stimulation for broader tissue-engineering applications. Tandon was a 2011 TED Fellow and a 2012 Senior Fellow. Nina was also honored as one of Foreign Policy's 2015 Global Thinkers.
Nina Tandon | Speaker | TED.com