TEDGlobal 2012
Nina Tandon: Could tissue engineering mean personalized medicine?
Nina Tandon: Engenharia de tecidos pode significar medicina personalizada?
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Cada um de nossos corpos é completamente único, o que é um pensamento adorável até que se chegue ao tratamento de uma doença - quando cada corpo reage de maneira diferente, geralmente de forma imprevisível, aos tratamentos comuns. A engenheira de tecidos Nina Tandon fala sobre uma solução possível: usar células-tronco pluripotentes para criar modelos personalizados de orgãos para testar novos remédios e tratamentos, e armazená-los em chips de computador. (Chame isso de medicina extremamente 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
Eu gostaria de mostrar para vocês um vídeo de alguns dos modelos
00:18
I work with.
1
2888
1589
que eu trabalho.
00:20
They're all the perfect size, and they don't have an ounce of fat.
2
4477
3538
Todos eles têm o tamanho perfeito e não têm uma onça (medida de peso do sistema americano) de gordura.
00:23
Did I mention they're gorgeous?
3
8015
2538
Eu disse que eles são deslumbrantes?
00:26
And they're scientific models? (Laughs)
4
10553
3130
E que são modelos científicos? (Risadas)
00:29
As you might have guessed, I'm a tissue engineer,
5
13683
2343
Como vocês devem ter imaginado, eu sou uma engenheira de tecidos,
00:31
and this is a video of some of the beating heart
6
16026
2449
e esse é um vídeo de um dos corações batendo
00:34
that I've engineered in the lab.
7
18475
2216
que eu projetei no laboratório.
00:36
And one day we hope that these tissues
8
20691
1882
E um dia eu espero que esses tecidos
00:38
can serve as replacement parts for the human body.
9
22573
2944
possam servir como peças de reposição para o corpo humano.
00:41
But what I'm going to tell you about today
10
25517
2280
Mas o que eu irei dizer a vocês hoje
00:43
is how these tissues make awesome models.
11
27797
4447
é como esses tecidos fazem modelos incríveis.
00:48
Well, let's think about the drug screening process for a moment.
12
32244
2727
Bem, vamos pensar um momento sobre o processo de seleção de remédios.
00:50
You go from drug formulation, lab testing, animal testing,
13
34971
2978
Você vai da formulação da droga, testes em laboratório, testes em animais,
00:53
and then clinical trials, which you might call human testing,
14
37949
2503
e depois ensaios clínicos, que você pode chamar de testes em humanos
00:56
before the drugs get to market.
15
40452
2265
antes dos remédios chegarem ao mercado.
00:58
It costs a lot of money, a lot of time,
16
42717
3143
Custa muito dinheiro, muito tempo,
01:01
and sometimes, even when a drug hits the market,
17
45860
2810
e, algumas vezes, mesmo quando o remédio chega ao mercado,
01:04
it acts in an unpredictable way and actually hurts people.
18
48670
3935
ele atua de uma maneira imprevisível e, na verdade, machuca as pessoas.
01:08
And the later it fails, the worse the consequences.
19
52605
4087
E quando mais tarde ele falhar, piores são as consequências.
01:12
It all boils down to two issues. One, humans are not rats,
20
56692
4184
Tudo se resume em duas questões. Primeiro, humanos não são ratos,
01:16
and two, despite our incredible similarities to one another,
21
60876
4088
e dois, apesar das nossas incríveis semelhanças uns com os outros,
01:20
actually those tiny differences between you and I
22
64964
2441
na verdade essas pequenas diferenças entre você e eu
01:23
have huge impacts with how we metabolize drugs
23
67405
2509
têm enormes impactos em como nós metabolizamos os remédios
01:25
and how those drugs affect us.
24
69914
1869
e como esses remédios nos afetam.
01:27
So what if we had better models in the lab
25
71783
2832
Então, se nós tivessemos modelos melhores no laboratório
01:30
that could not only mimic us better than rats
26
74615
3270
isso não somente poderia imitar-nos melhor do que ratos
01:33
but also reflect our diversity?
27
77885
3920
mas também refletir nossa diversidade?
01:37
Let's see how we can do it with tissue engineering.
28
81805
3927
Vamos ver como nós podemos fazer isso com a engenharia de tecidos.
01:41
One of the key technologies that's really important
29
85732
2529
Umas das tecnologias-chave que é realmente importante
01:44
is what's called induced pluripotent stem cells.
30
88261
3192
é o que é chamado células-tronco pluripotentes induzidas.
01:47
They were developed in Japan pretty recently.
31
91453
2518
Elas foram recentemente desenvolvidas no Japão.
01:49
Okay, induced pluripotent stem cells.
32
93971
2447
Ok, células-tronco pluripotentes induzidas.
01:52
They're a lot like embryonic stem cells
33
96418
2113
Elas são muito parecidas com células-tronco embrionárias
01:54
except without the controversy.
34
98531
2217
exceto sem a controvérsia.
01:56
We induce cells, okay, say, skin cells,
35
100748
2899
Nós induzimos células, ok, digamos, células da pele
01:59
by adding a few genes to them, culturing them,
36
103647
2507
adicionando alguns genes à elas, cultivando-as,
02:02
and then harvesting them.
37
106154
1621
e depois as colhendo.
02:03
So they're skin cells that can be tricked,
38
107775
2707
Portanto elas são células da pele que podem ser enganadas,
02:06
kind of like cellular amnesia, into an embryonic state.
39
110482
2784
parecido com amnésia celular, em um estado embrionário.
02:09
So without the controversy, that's cool thing number one.
40
113266
2712
Então sem a controvérsia, essa é a coisa legal número um.
02:11
Cool thing number two, you can grow any type of tissue
41
115978
2549
A segunda coisa legal, você pode fazer crescer qualquer tipo de tecido
02:14
out of them: brain, heart, liver, you get the picture,
42
118527
2555
através delas: cérebro, coração, fígado, imaginem,
02:16
but out of your cells.
43
121082
2523
mas de suas células.
02:19
So we can make a model of your heart, your brain
44
123605
3565
Então nós podemos fazer um modelo do seu coração, de seu cérebro
02:23
on a chip.
45
127170
2632
em um chip.
02:25
Generating tissues of predictable density and behavior
46
129802
2856
Gerar tecidos de densidade e comportamento previsíveis
02:28
is the second piece, and will be really key towards
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132658
2832
é a segundo fatia, e será realmente a chave no sentido de
02:31
getting these models to be adopted for drug discovery.
48
135490
2672
fazer esses modelos serem adotados para a descoberta de medicamentos.
02:34
And this is a schematic of a bioreactor we're developing in our lab
49
138162
3112
E esse é o esquema do bioreator que estamos desenvolvendo em nosso laboratório
02:37
to help engineer tissues in a more modular, scalable way.
50
141274
3448
para ajudar engenheiros de tecidos de um modo mais modular, escalonável.
02:40
Going forward, imagine a massively parallel version of this
51
144722
3399
Indo além, imaginem uma versão paralela em massa disso
02:44
with thousands of pieces of human tissue.
52
148121
2337
com milhares de peças de tecidos humanos.
02:46
It would be like having a clinical trial on a chip.
53
150458
4048
Seria como ter um ensaio clínico em um chip.
02:50
But another thing about these induced pluripotent stem cells
54
154506
3795
Mas outra coisa sobre estas células-tronco pluripotentes induzidas
02:54
is that if we take some skin cells, let's say,
55
158301
2549
é que se pegarmos algumas células da pele, digamos,
02:56
from people with a genetic disease
56
160850
2176
de pessoas com doenças genéticas
02:58
and we engineer tissues out of them,
57
163026
2256
e construirmos tecidos delas,
03:01
we can actually use tissue-engineering techniques
58
165282
1968
nós podemos, na verdade, usar técnicas da engenharia de tecidos
03:03
to generate models of those diseases in the lab.
59
167250
3401
para gerar modelos dessas doenças no laboratório.
03:06
Here's an example from Kevin Eggan's lab at Harvard.
60
170651
3584
Aqui está um exemplo do laboratório Kevin Eggan em Harvard.
03:10
He generated neurons
61
174235
2290
Ele gerou neurônios
03:12
from these induced pluripotent stem cells
62
176525
2715
a partir dessas células-tronco pluripotentes induzidas
03:15
from patients who have Lou Gehrig's Disease,
63
179240
2629
de pacientes que têm a doença de Lou Gehrig,
03:17
and he differentiated them into neurons, and what's amazing
64
181869
2443
e ele as diferenciou em neurônios, e o que é incrível
03:20
is that these neurons also show symptoms of the disease.
65
184312
3152
é que esses neurônios também apresentam sintomas da doença.
03:23
So with disease models like these, we can fight back
66
187464
2099
Então, com modelos de doenças como esses, nós podemos lutar contra
03:25
faster than ever before and understand the disease better
67
189563
2582
mais rápido do que nunca e compreender melhor a doença
03:28
than ever before, and maybe discover drugs even faster.
68
192145
3963
mais do que nunca antes, e talvez descobrir remédios mais rápido ainda.
03:32
This is another example of patient-specific stem cells
69
196108
3380
Este é um outro exemplo de células-tronco específicas de um paciente
03:35
that were engineered from someone with retinitis pigmentosa.
70
199488
4009
que foi construída de alguém com retinite pigmentar.
03:39
This is a degeneration of the retina.
71
203497
1754
Isso é uma degeneração da retina.
03:41
It's a disease that runs in my family, and we really hope
72
205251
2757
É uma doença que corre na minha família e nós realmente confiamos
03:43
that cells like these will help us find a cure.
73
208008
2224
que células como essas nos ajudarão a encontrar a cura.
03:46
So some people think that these models sound well and good,
74
210232
2808
Algumas pessoas pensam que esses modelos soam muito bons,
03:48
but ask, "Well, are these really as good as the rat?"
75
213040
3441
mas perguntam, "Bem, eles são mesmo tão bom quanto o rato?"
03:52
The rat is an entire organism, after all,
76
216481
2988
Apesar de tudo, rato é um organismo completo
03:55
with interacting networks of organs.
77
219469
1706
com redes de órgãos interagindo.
03:57
A drug for the heart can get metabolized in the liver,
78
221175
3921
Um medicamento para o coração pode ser metabolizado no fígado,
04:00
and some of the byproducts may be stored in the fat.
79
225096
2840
e alguns dos produtos secundário podem ser armazenados na gordura.
04:03
Don't you miss all that with these tissue-engineered models?
80
227936
4527
Você não sente falta de tudo isso com esses modelos de tecidos?
04:08
Well, this is another trend in the field.
81
232463
2114
Bem, essa é uma outra tendência no campo.
04:10
By combining tissue engineering techniques with microfluidics,
82
234577
2867
Combinando técnicas de engenharia de tecidos com microfluídicos,
04:13
the field is actually evolving towards just that,
83
237444
2164
o campo está realmente evoluindo para isso,
04:15
a model of the entire ecosystem of the body,
84
239608
2506
um modelo de todo o ecossistema do corpo,
04:18
complete with multiple organ systems to be able to test
85
242114
2400
completo com múltiplos sistemas de órgãos para testar
04:20
how a drug you might take for your blood pressure
86
244514
1603
como um remédio que você pode tomar para a pressão sanguínea
04:22
might affect your liver or an antidepressant might affect your heart.
87
246117
3267
pode afetar seu fígado, ou como um anti-depressivo pode afetar seu coração.
04:25
These systems are really hard to build, but we're just starting to be able to get there,
88
249384
4072
Esses sistemas são realmente difícies de construir, mas nós estamos começando a ser capazes de chegar lá,
04:29
and so, watch out.
89
253456
3304
e, acompanhem.
04:32
But that's not even all of it, because once a drug is approved,
90
256760
2632
Mas isso não é tudo, porque uma vez que um medicamento é aprovado,
04:35
tissue engineering techniques can actually help us develop more personalized treatments.
91
259392
3682
as técnicas de engenharia de tecidos podem, na verdade, nos ajudar a desenvolver tratamentos mais personalizados.
04:38
This is an example that you might care about someday,
92
263074
3742
Esse é um exemplo que você pode se importar um dia,
04:42
and I hope you never do,
93
266816
2120
e eu espero que você nunca se importe,
04:44
because imagine if you ever get that call
94
268936
2520
pois imagine se você receber aquela ligação
04:47
that gives you that bad news that you might have cancer.
95
271456
3208
que lhe dá a má notícia de que você pode ter câncer.
04:50
Wouldn't you rather test to see if those cancer drugs
96
274664
2536
Você não iria preferir testar para ver se aqueles remédios para câncer
04:53
you're going to take are going to work on your cancer?
97
277200
2760
que você irá tomar irão funcionar em seu câncer?
04:55
This is an example from Karen Burg's lab, where they're
98
279960
2422
Esse é um exemplo do laboratório Karen Burg, onde eles estão
04:58
using inkjet technologies to print breast cancer cells
99
282382
2906
usando tecnologias de jato de tinta para imprimir células de câncer de mama
05:01
and study its progressions and treatments.
100
285288
2471
e estudar seu progresso e tratamentos.
05:03
And some of our colleagues at Tufts are mixing models
101
287759
2553
E alguns de nossos colegas do Tufts estão misturando modelos
05:06
like these with tissue-engineered bone to see how cancer
102
290312
3088
como esse com tecidos de ossos construídos para ver como o câncer
05:09
might spread from one part of the body to the next,
103
293400
2720
pode se espalhar de uma parte para outra do corpo,
05:12
and you can imagine those kinds of multi-tissue chips
104
296120
2384
e você pode imaginar os tipos de chips de multi-tecido
05:14
to be the next generation of these kinds of studies.
105
298504
2985
como a próxima geração desses tipos de estudos.
05:17
And so thinking about the models that we've just discussed,
106
301489
2422
E então, pensando sobre os modelos que acabamos de discutir,
05:19
you can see, going forward, that tissue engineering
107
303911
1913
você pode ver, indo além, que a engenharia de tecidos
05:21
is actually poised to help revolutionize drug screening
108
305824
2456
está, na verdade, posicionada para revolucionar a seleção de medicamentos
05:24
at every single step of the path:
109
308280
2778
em cada passo do caminho:
05:26
disease models making for better drug formulations,
110
311058
2574
modelos de doenças para fazer melhores formulações de medicamentos,
05:29
massively parallel human tissue models helping to revolutionize lab testing,
111
313632
3871
modelos paralelos de tecido humanos ajudando a revolucionar o teste em laboratório,
05:33
reduce animal testing and human testing in clinical trials,
112
317503
4225
reduzir os testes em animais e humanos em ensaios clínicos,
05:37
and individualized therapies that disrupt
113
321728
1692
e terapias individuais que rompem
05:39
what we even consider to be a market at all.
114
323420
3588
o que ainda consideramos ser de fato um mercado.
05:42
Essentially, we're dramatically speeding up that feedback
115
327008
2544
Essencialmente, nós estamos acelerando drasticamente o feedback
05:45
between developing a molecule and learning about
116
329552
2323
entre desenvolver uma molécula e aprender sobre
05:47
how it acts in the human body.
117
331875
2349
como ela age no corpo humano.
05:50
Our process for doing this is essentially transforming
118
334224
2328
Nosso processo para fazer isso é essencialmente transformar
05:52
biotechnology and pharmacology into an information technology,
119
336552
4861
biotecnologia e farmacologia em uma tecnologia da informação,
05:57
helping us discover and evaluate drugs faster,
120
341413
2979
nos ajudando a descobrir e avaliar medicamentos rapidamente,
06:00
more cheaply and more effectively.
121
344392
3216
de forma mais barata e efetiva.
06:03
It gives new meaning to models against animal testing, doesn't it?
122
347608
4080
Dá um novo significado aos modelos contra testes em animais, não é?
06:07
Thank you. (Applause)
123
351688
6815
Obrigada. (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