ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com
TEDxBoston

Geraldine Hamilton: Body parts on a chip

Geraldine Hamilton: Organi umani su un chip

Filmed:
1,644,547 views

È relativamente facile immaginare una nuova medicina, una cura migliore per qualche malattia. Tuttavia la parte difficile è sperimentarla e questo può ritardare nuove promettenti cure per anni. In questa presentazione molto esplicativa Geraldine Hamilton ci mostra come il suo laboratorio crea organi e parti di corpo su di un chip, semplici strutture con tutte le caratteristiche essenziali per sperimentare nuovi medicinali, anche cure personalizzate per una specifica persona. (Filmato a TEDx Boston)
- Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio

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00:12
We have a globalglobale healthSalute challengesfida
0
368
2137
Oggi dobbiamo raccogliere una sfida
per la salute globale
00:14
in our handsmani todayoggi,
1
2505
1692
nelle nostre mani:
00:16
and that is that the way we currentlyattualmente
2
4197
3060
il metodo con cui attualmente
00:19
discoverscoprire and developsviluppare newnuovo drugsfarmaci
3
7257
2925
scopriamo e sviluppiamo nuove medicine
00:22
is too costlycostoso, takes farlontano too long,
4
10182
4178
è troppo costoso, estremamente lungo,
00:26
and it failsnon riesce more oftenspesso than it succeedsriesce.
5
14360
3714
e fallisce più spesso di quanto abbia successo.
00:30
It really just isn't workinglavoro, and that meanssi intende
6
18074
3377
Non funziona proprio, e questo significa
00:33
that patientspazienti that badlymale need newnuovo therapiesterapie
7
21451
3047
che pazienti che hanno urgente bisogno
di nuove terapie
00:36
are not gettingottenere them,
8
24498
1711
non le ottengono
00:38
and diseasesmalattie are going untreatednon trattati.
9
26209
3498
che le malattie restano senza cura.
00:41
We seemsembrare to be spendingla spesa more and more moneyi soldi.
10
29707
3083
Sembra che spendiamo sempre più denaro.
00:44
So for everyogni billionmiliardo dollarsdollari we spendtrascorrere in R&D,
11
32790
4096
Ma per ogni miliardo di dollari che spendiamo
in ricerca e sviluppo,
00:48
we're gettingottenere lessDi meno drugsfarmaci approvedapprovato into the marketmercato.
12
36886
3829
mettiamo sul mercato sempre meno medicinali approvati.
00:52
More moneyi soldi, lessDi meno drugsfarmaci. HmmHmm.
13
40715
3217
Più soldi, meno medicinali.
Hmm.
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
Quindi, che cosa sta succedendo?
00:57
Well, there's a multitudemoltitudine of factorsfattori at playgiocare,
15
45852
2595
Beh, c'è una moltitudine di fattori in gioco,
01:00
but I think one of the keychiave factorsfattori
16
48447
2021
ma io credo che uno dei fattori chiave
01:02
is that the toolsutensili that we currentlyattualmente have
17
50468
2397
sia che gli strumenti che abbiamo
01:04
availablea disposizione to testTest whetherse a drugdroga is going to work,
18
52865
4083
a disposizione per verificare se un medicinale funzionerà,
01:08
whetherse it has efficacyefficacia,
19
56948
1389
se è efficace,
01:10
or whetherse it's going to be safesicuro
20
58337
1766
oppure se sarà sicuro
01:12
before we get it into humanumano clinicalclinico trialsprove,
21
60103
3552
prima di sperimentarlo sull'uomo,
01:15
are failingin mancanza di us. They're not predictingprevisione
22
63655
2151
ci stiano ingannando. Non ci predicono
01:17
what's going to happenaccadere in humansgli esseri umani.
23
65806
3228
che cosa succederà sugli esseri umani.
01:21
And we have two mainprincipale toolsutensili availablea disposizione
24
69034
2723
Abbiamo due strumenti principali
01:23
at our disposalsmaltimento.
25
71757
2014
a nostra disposizione.
01:25
They are cellscellule in dishespiatti and animalanimale testinganalisi.
26
73771
4041
Sono la coltura in vitro e i test sugli animali.
01:29
Now let's talk about the first one, cellscellule in dishespiatti.
27
77812
3320
Parliamo ora del primo, la coltura in vitro.
01:33
So, cellscellule are happilyfelicemente functioningfunzionamento in our bodiescorpi.
28
81132
3153
Allora, le cellule funzionano felicemente nei nostri corpi.
01:36
We take them and ripriposa in pace them out
29
84285
2055
Noi le prendiamo e le strappiamo
01:38
of theirloro nativenativo environmentambiente,
throwgettare them in one of these dishespiatti,
30
86340
2949
dal loro ambiente naturale,
le buttiamo in uno di questi piatti,
01:41
and expectaspettarsi them to work.
31
89289
1585
e ci aspettiamo che lavorino.
01:42
GuessIndovinare what. They don't.
32
90874
2193
Indovinate. Non lo fanno.
01:45
They don't like that environmentambiente
33
93067
1662
Non gli piace quell'ambiente
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
perché non ha niente a che vedere
01:48
what they have in the bodycorpo.
35
96361
2676
con quello che hanno all'interno del corpo.
01:51
What about animalanimale testinganalisi?
36
99037
2071
Che cosa dire dei test sugli animali?
01:53
Well, animalsanimali do and can providefornire
37
101108
2885
Gli animali forniscono e possono fornire
01:55
extremelyestremamente usefulutile informationinformazione.
38
103993
2262
informazioni estremamente utili.
01:58
They teachinsegnare us about what happensaccade
39
106255
1709
Ci insegnano che cosa accade
01:59
in the complexcomplesso organismorganismo.
40
107964
2329
in un organismo complesso.
02:02
We learnimparare more about the biologybiologia itselfsi.
41
110293
3008
Impariamo di più a proposito della biologia stessa.
02:05
HoweverTuttavia, more oftenspesso than not,
42
113301
2898
Nondimeno, molto spesso,
02:08
animalanimale modelsModelli failfallire to predictpredire
what will happenaccadere in humansgli esseri umani
43
116199
4216
i modelli animali non riescono a predire
che cosa succederà negli esseri umani
02:12
when they're treatedtrattati with a particularparticolare drugdroga.
44
120415
3186
quando vengono curati con un particolare farmaco.
02:15
So we need better toolsutensili.
45
123601
2379
Quindi abbiamo bisogno di strumenti migliori.
02:17
We need humanumano cellscellule,
46
125980
1753
Ci servono cellule umane,
02:19
but we need to find a way to keep them happycontento
47
127733
2750
ma dobbiamo trovare il modo di mantenerle felici
02:22
outsideal di fuori the bodycorpo.
48
130483
1591
al di fuori del corpo.
02:24
Our bodiescorpi are dynamicdinamico environmentsambienti.
49
132074
2906
I nostri corpi sono ambienti dinamici.
02:26
We're in constantcostante motionmovimento.
50
134980
1840
Noi siamo in continuo movimento.
02:28
Our cellscellule experienceEsperienza that.
51
136820
2191
E le nostre cellule lo sperimentano.
02:31
They're in dynamicdinamico environmentsambienti in our bodycorpo.
52
139011
2809
Si trovano in ambienti dinamici
all'interno del nostro corpo.
02:33
They're undersotto constantcostante mechanicalmeccanico forcesforze.
53
141820
2755
Sono sottoposte a forze meccaniche costanti.
02:36
So if we want to make cellscellule happycontento
54
144575
2456
Se vogliamo rendere le cellule felici
02:39
outsideal di fuori our bodiescorpi,
55
147031
1429
fuori dai nostri corpi,
02:40
we need to becomediventare cellcellula architectsarchitetti.
56
148460
2526
dobbiamo diventare architetti per le cellule.
02:42
We need to designdesign, buildcostruire and engineeringegnere
57
150986
4344
Dobbiamo progettare, costruire ed organizzare
02:47
a home away from home for the cellscellule.
58
155330
3231
una casa per le cellule lontano da casa.
02:50
And at the WyssWyss InstituteIstituto,
59
158561
1674
E al Wyss Institute,
02:52
we'venoi abbiamo donefatto just that.
60
160235
1938
abbiamo fatto proprio questo.
02:54
We call it an organ-on-a-chiporgano-on-a-chip.
61
162173
3024
Lo chiamiamo un "organo in un chip".
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
E ne ho uno proprio qui.
02:58
It's beautifulbellissimo, isn't it?
But it's prettybella incredibleincredibile.
63
166988
2815
Bello, vero?
Ma è proprio incredibile.
03:01
Right here in my handmano is a breathingrespirazione, livingvita
64
169803
4500
Proprio qui nella mia mano c'è
03:06
humanumano lungpolmone on a chippatata fritta.
65
174303
2658
un polmone umano che vive e respira su un chip.
03:08
And it's not just beautifulbellissimo.
66
176961
2128
E non è solo bello.
03:11
It can do a tremendousenorme amountquantità of things.
67
179089
2440
Può fare un'enormità di cose.
03:13
We have livingvita cellscellule in that little chippatata fritta,
68
181529
3779
Abbiamo cellule viventi in quel piccolo chip,
03:17
cellscellule that are in a dynamicdinamico environmentambiente
69
185308
2550
cellule che sono in un ambiente dinamico
03:19
interactinginteragendo with differentdiverso cellcellula typestipi.
70
187858
3081
e che interagiscono con altri tipi di cellule.
03:22
There's been manymolti people
71
190939
1639
Molte persone
03:24
tryingprovare to growcrescere cellscellule in the lablaboratorio.
72
192578
1861
hanno tentato di far crescere
cellule in laboratorio.
03:26
They'veHanno triedprovato manymolti differentdiverso approachesapprocci.
73
194439
3156
Hanno provato con diversi approcci.
03:29
They'veHanno even triedprovato to growcrescere
little mini-organsMini-organi in the lablaboratorio.
74
197595
2627
Hanno addirittura tentato di far crescere
in laboratorio piccoli mini-organi.
03:32
We're not tryingprovare to do that here.
75
200222
1549
Noi non stiamo cercando di fare questo.
03:33
We're simplysemplicemente tryingprovare to recreatericreare
76
201771
2126
Stiamo semplicemente provando a ricreare
03:35
in this tinyminuscolo chippatata fritta
77
203897
1577
in questo sottile chip
03:37
the smallestpiù piccolo functionalfunzionale unitunità
78
205474
3017
la più piccola unità funzionale
03:40
that representsrappresenta the biochemistrybiochimica,
79
208491
2554
che rappresenta la biochimica,
03:43
the functionfunzione and the mechanicalmeccanico strainsforzo
80
211045
3124
la funzione e lo sforzo meccanico
03:46
that the cellscellule experienceEsperienza in our bodiescorpi.
81
214169
3516
che le cellule sperimentano nel nostro corpo.
03:49
So how does it work? Let me showmostrare you.
82
217685
3032
Ma come funziona? Adesso ve lo mostro.
03:52
We use techniquestecniche from the computercomputer chippatata fritta
83
220717
2634
Usiamo tecniche proprie della produzione
03:55
manufacturingproduzione industryindustria
84
223351
1633
dell'industria dei chip per computer
03:56
to make these structuresstrutture at a scalescala
85
224984
2197
per realizzare queste strutture in una scala
03:59
relevantpertinente to bothentrambi the cellscellule and theirloro environmentambiente.
86
227181
2896
che sia rilevante sia per le cellule
che per il loro ambiente.
04:02
We have threetre fluidicfluidico channelscanali.
87
230077
2064
Abbiamo tre canali per i fluidi.
04:04
In the centercentro, we have a porousporoso, flexibleflessibile membranemembrana
88
232141
3712
Al centro, abbiamo una membrana porosa e flessibile
04:07
on whichquale we can addInserisci humanumano cellscellule
89
235853
2063
sulla quale possiamo aggiungere cellule umane
04:09
from, say, our lungspolmoni,
90
237916
1344
provenienti, ad esempio, dai nostri polmoni,
04:11
and then underneathsotto, they had capillarycapillare cellscellule,
91
239260
2487
e poi sotto, ci sono cellule capillari,
04:13
the cellscellule in our bloodsangue vesselsvasi.
92
241747
1788
le cellule dei nostri vasi sanguigni.
04:15
And we can then applyapplicare mechanicalmeccanico forcesforze to the chippatata fritta
93
243535
4320
Possiamo poi applicare forze meccaniche al chip
04:19
that stretchallungare and contractcontrarre the membranemembrana,
94
247855
2829
che stirano e comprimono la membrana,
04:22
so the cellscellule experienceEsperienza the samestesso mechanicalmeccanico forcesforze
95
250684
3097
in modo che le cellule sperimentino le stesse forze meccaniche
04:25
that they did when we breatherespirare.
96
253781
2933
di quando respiriamo.
04:28
And they experienceEsperienza them how they did in the bodycorpo.
97
256714
3160
E lo fanno come all'interno del corpo.
04:31
There's airaria flowingfluente throughattraverso the topsuperiore channelcanale,
98
259874
2400
C'è dell'aria che scorre attraverso il canale superiore,
04:34
and then we flowflusso a liquidliquido that containscontiene nutrientsnutrienti
99
262274
3349
poi facciamo scorrere del liquido che contiene nutrienti
04:37
throughattraverso the bloodsangue channelcanale.
100
265623
2839
attraverso il canale sanguigno.
04:40
Now the chippatata fritta is really beautifulbellissimo,
101
268462
2372
Ora, il chip è davvero bello,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
ma che cosa possiamo farci?
04:44
We can get incredibleincredibile functionalityfunzionalità
103
272931
2324
Possiamo ottenere una funzionalità incredibile
04:47
insidedentro these little chipspatatine fritte.
104
275255
1751
dentro questi piccoli chip.
04:49
Let me showmostrare you.
105
277006
1506
Lasciate che ve lo mostri.
04:50
We could, for exampleesempio, mimicimitare infectioninfezione,
106
278512
2631
Possiamo, ad esempio, imitare le infezioni,
04:53
where we addInserisci bacterialbatterico cellscellule into the lungpolmone.
107
281143
3536
quando aggiungiamo batteri nei polmoni,
04:56
then we can addInserisci humanumano whitebianca bloodsangue cellscellule.
108
284679
2932
poi possiamo aggiungere globuli bianchi umani.
04:59
WhiteBianco bloodsangue cellscellule are our body'sdi corpo defensedifesa
109
287611
2591
I globuli bianchi sono la difesa del nostro corpo
05:02
againstcontro bacterialbatterico invadersinvasori,
110
290202
1368
contro gli invasori batterici,
05:03
and when they sensesenso this
inflammationinfiammazione duedovuto to infectioninfezione,
111
291570
3169
e quando loro si accorgono di questa infiammazione
causata dall'infezione,
05:06
they will enteraccedere from the bloodsangue into the lungpolmone
112
294739
2857
entrano dal sangue nei polmoni
05:09
and engulffagocitare the bacteriabatteri.
113
297596
1915
ed avvolgono i batteri.
05:11
Well now you're going to see this happeningavvenimento
114
299511
2248
Adesso vedrete succedere questo
05:13
livevivere in an actualeffettivo humanumano lungpolmone on a chippatata fritta.
115
301759
3310
dal vivo in un vero polmone umano su un chip.
05:17
We'veAbbiamo labeledcon l'etichetta the whitebianca bloodsangue cellscellule
so you can see them flowingfluente throughattraverso,
116
305069
3543
Abbiamo marcato i globuli bianchi
in modo che possiate vederli scorrere,
05:20
and when they detectindividuare that infectioninfezione,
117
308612
2161
e quando si accorgono dell'infezione,
05:22
they begininizio to stickbastone.
118
310773
1397
iniziano ad attaccarsi.
05:24
They stickbastone, and then they try to go into the lungpolmone
119
312170
3887
Si attaccano e poi provano ad entrare nel polmone
05:28
sidelato from bloodsangue channelcanale.
120
316057
1781
staccandosi dal flusso sanguigno.
05:29
And you can see here, we can actuallyin realtà visualizevisualizzare
121
317838
3689
E come potete vedere, noi possiamo davvero visualizzare
05:33
a singlesingolo whitebianca bloodsangue cellcellula.
122
321527
3759
un singolo globulo bianco.
05:37
It sticksbastoni, it wigglesWiggles its way throughattraverso
123
325286
2256
Si attacca, trova la strada
05:39
betweenfra the cellcellula layersstrati, throughattraverso the poreporo,
124
327542
2315
tra le pareti cellulari, attraverso i pori,
05:41
comesviene out on the other sidelato of the membranemembrana,
125
329857
2421
esce dall'altra parte della membrana,
05:44
and right there, it's going to engulffagocitare the bacteriabatteri
126
332278
3435
e proprio lì, sta per inglobare il batterio
05:47
labeledcon l'etichetta in greenverde.
127
335713
1649
segnato in verde.
05:49
In that tinyminuscolo chippatata fritta, you just witnessedassistito
128
337362
3004
In questo minuscolo chip avete appena assistito
05:52
one of the mostmaggior parte fundamentalfondamentale responsesrisposte
129
340366
3181
ad una delle fondamentali risposte
05:55
our bodycorpo has to an infectioninfezione.
130
343547
1957
che il nostro corpo ha ad un'infezione.
05:57
It's the way we respondrispondere to -- an immuneimmune responserisposta.
131
345504
3770
È il modo in cui noi rispondiamo,
una risposta immunitaria.
06:01
It's prettybella excitingemozionante.
132
349274
2401
È piuttosto avvincente.
06:03
Now I want to shareCondividere this pictureimmagine with you,
133
351675
2343
Adesso voglio condividere questa immagine con voi,
06:06
not just because it's so beautifulbellissimo,
134
354018
2638
non solo perché è così bella,
06:08
but because it tellsdice us an enormousenorme
amountquantità of informationinformazione
135
356656
3336
ma perché ci fornisce un enorme
insieme di informazioni
06:11
about what the cellscellule are doing withinentro the chipspatatine fritte.
136
359992
2597
su cosa stanno facendo le cellule all'interno del chip.
06:14
It tellsdice us that these cellscellule
137
362589
2259
Ci dice che quelle cellule
06:16
from the smallpiccolo airwaysAirways in our lungspolmoni,
138
364848
2311
provenienti dai piccoli alveoli nei nostri polmoni,
06:19
actuallyin realtà have these hairlikehairlike structuresstrutture
139
367159
1751
in realtà hanno questo aspetto simile a capelli
06:20
that you would expectaspettarsi to see in the lungpolmone.
140
368910
2008
che vi aspettereste di vedere nel polmone.
06:22
These structuresstrutture are calledchiamato ciliaCilia,
141
370918
1465
Queste strutture sono chiamate ciglia
06:24
and they actuallyin realtà movemossa the mucusmuco out of the lungpolmone.
142
372383
2910
e mandano fuori il muco dal polmone.
06:27
Yeah. MucusMuco. YuckChe schifo.
143
375293
1539
Sì. Muco.
Che schifo.
06:28
But mucusmuco is actuallyin realtà very importantimportante.
144
376832
2440
Ma il muco è in realtà molto importante.
06:31
MucusMuco trapstrappole particulatesparticolato, virusesvirus,
145
379272
2581
Il muco intrappola il particolato, i virus,
06:33
potentialpotenziale allergensallergeni,
146
381853
1459
potenziali allergeni,
06:35
and these little ciliaCilia movemossa
147
383312
1601
e queste piccole ciglia si muovono
06:36
and clearchiaro the mucusmuco out.
148
384913
2250
e si disfano del muco.
06:39
When they get damageddanneggiato, say,
149
387163
1912
Quando vengono danneggiate,
06:41
by cigarettesigaretta smokefumo for exampleesempio,
150
389075
2419
dal fumo di sigaretta per esempio,
06:43
they don't work properlypropriamente,
and they can't clearchiaro that mucusmuco out.
151
391494
2808
non lavorano correttamente,
e non possono disfarsi del muco.
06:46
And that can leadcondurre to diseasesmalattie suchcome as bronchitisbronchite.
152
394302
3817
E questo può condurre a malattie come la bronchite.
06:50
CiliaCilia and the clearanceliquidazione of mucusmuco
153
398119
2647
Le ciglia e la pulizia dal muco
06:52
are alsoanche involvedcoinvolti in awfulterribile diseasesmalattie like cysticcistico fibrosisfibrosi.
154
400766
4461
sono anche coinvolte in tremende malattie
come la fibrosi cistica.
06:57
But now, with the functionalityfunzionalità
that we get in these chipspatatine fritte,
155
405227
3550
Ma ora, con le funzionalità che abbiamo
in questi chip
07:00
we can begininizio to look
156
408777
1824
possiamo iniziare una ricerca
07:02
for potentialpotenziale newnuovo treatmentstrattamenti.
157
410601
2513
di nuove cure potenziali.
07:05
We didn't stop with the lungpolmone on a chippatata fritta.
158
413114
1952
Non ci siamo fermati con un polmone su un chip.
07:07
We have a gutintestino on a chippatata fritta.
159
415066
1884
Abbiamo un intestino sopra un chip.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
Potete vederne uno proprio qui.
07:10
And we'venoi abbiamo put intestinalintestinale humanumano cellscellule
161
418980
3226
Abbiamo messo cellule intestinali
07:14
in a gutintestino on a chippatata fritta,
162
422206
1905
dentro ad un intestino sopra un chip,
07:16
and they're undersotto constantcostante peristalticperistaltica motionmovimento,
163
424111
2837
queste sono in un costante moto peristaltico,
07:18
this tricklinggocciolando flowflusso throughattraverso the cellscellule,
164
426948
3191
un flusso gocciolante attraverso le cellule,
07:22
and we can mimicimitare manymolti of the functionsfunzioni
165
430139
2558
e possiamo imitare molte delle funzioni
07:24
that you actuallyin realtà would expectaspettarsi to see
166
432697
2263
che realmente ci si aspetterebbe di vedere
07:26
in the humanumano intestineintestino.
167
434960
1693
in un intestino umano.
07:28
Now we can begininizio to createcreare modelsModelli of diseasesmalattie
168
436653
3791
Adesso possiamo iniziare a creare modelli di malattie
07:32
suchcome as irritableirritabile boweldell'intestino syndromesindrome.
169
440444
2410
come la sindrome del colon irritabile.
07:34
This is a diseasemalattia that affectscolpisce
170
442854
2082
È una malattia che colpisce
07:36
a largegrande numbernumero of individualsindividui.
171
444936
1911
un gran numero di individui.
07:38
It's really debilitatingdebilitante,
172
446847
1774
Ed è davvero debilitante,
07:40
and there aren'tnon sono really manymolti good treatmentstrattamenti for it.
173
448621
3942
e non ci sono davvero
molte cure efficaci per essa.
07:44
Now we have a wholetotale pipelineconduttura
174
452563
2302
Adesso abbiamo un'intera catena
07:46
of differentdiverso organorgano chipspatatine fritte
175
454865
2279
di differenti organi su chip
07:49
that we are currentlyattualmente workinglavoro on in our labslaboratori.
176
457144
3732
che al momento stanno lavorando nei nostri laboratori.
07:52
Now, the truevero powerenergia of this technologytecnologia, howeverperò,
177
460876
3419
Ora, il vero potenziale di questa tecnologia, comunque,
07:56
really comesviene from the factfatto
178
464295
2125
proviene dal fatto
07:58
that we can fluidicallyfluidically linkcollegamento them.
179
466420
2545
che possiamo collegarle attraverso i fluidi.
08:00
There's fluidfluido flowingfluente acrossattraverso these cellscellule,
180
468965
1947
C'è del fluido che scorre attraverso queste cellule,
08:02
so we can begininizio to interconnectCollegamenti
181
470912
2079
e quindi possiamo iniziare ad interconnettere
08:04
multiplemultiplo differentdiverso chipspatatine fritte togetherinsieme
182
472991
2862
molti chip diversi
08:07
to formmodulo what we call a virtualvirtuale humanumano on a chippatata fritta.
183
475853
4213
per formare quello che chiamiamo
un essere umano virtuale su un chip.
08:12
Now we're really gettingottenere excitedemozionato.
184
480066
3009
Adesso siamo veramente molto eccitati.
08:15
We're not going to ever recreatericreare
a wholetotale humanumano in these chipspatatine fritte,
185
483075
4095
Non ricreeremo mai un intero umano
su questi chip,
08:19
but what our goalobbiettivo is is to be ablecapace to recreatericreare
186
487170
4169
ma il nostro obiettivo è di riuscire a ricreare
08:23
sufficientsufficiente functionalityfunzionalità
187
491339
2013
abbastanza funzionalità
08:25
so that we can make better predictionsPrevisioni
188
493352
2360
per potere effettuare previsioni migliori
08:27
of what's going to happenaccadere in humansgli esseri umani.
189
495712
2214
su cosa succede nel corpo umano.
08:29
For exampleesempio, now we can begininizio to exploreEsplorare
190
497926
2924
Per esempio, adesso possiamo iniziare ad esplorare
08:32
what happensaccade when we put
a drugdroga like an aerosolaerosol drugdroga.
191
500850
3434
quello che accade quando assumiamo un farmaco
tipo un medicinale per aerosol.
08:36
Those of you like me who have asthmaasma,
when you take your inhalerinalatore,
192
504284
2986
Per quelli di voi che come me soffrono di asma,
quando usate il vostro inalatore,
08:39
we can exploreEsplorare how that drugdroga comesviene into your lungspolmoni,
193
507270
2926
possiamo esplorare come il medicinale entra nei polmoni,
08:42
how it entersentra the bodycorpo,
194
510196
1626
come penetra nel corpo,
08:43
how it mightpotrebbe affectinfluenzare, say, your heartcuore.
195
511822
1754
come può interagire, diciamo, con il cuore.
08:45
Does it changemodificare the beatingbattito of your heartcuore?
196
513576
1908
Altera il battito cardiaco?
08:47
Does it have a toxicitytossicità?
197
515484
1641
È tossico?
08:49
Does it get clearedeliminato by the liverfegato?
198
517125
2008
Viene purificato dal fegato?
08:51
Is it metabolizedmetabolizzato in the liverfegato?
199
519133
2152
Viene metabolizzato nel fegato?
08:53
Is it excretedescreto in your kidneysreni?
200
521285
1891
Viene espulso dai reni?
08:55
We can begininizio to studystudia the dynamicdinamico
201
523176
2212
Possiamo iniziare a studiare la risposta dinamica
08:57
responserisposta of the bodycorpo to a drugdroga.
202
525388
2625
del corpo ad un medicinale.
09:00
This could really revolutionizerivoluzionare
203
528028
1919
Questo potrebbe davvero rivoluzionare
09:01
and be a gamegioco changerChanger
204
529947
1649
e cambiare le regole del gioco
09:03
for not only the pharmaceuticalfarmaceutico industryindustria,
205
531596
2938
non solo per l'industria farmaceutica,
09:06
but a wholetotale hostospite of differentdiverso industriesindustrie,
206
534534
2373
ma per un intero comparto di diverse industrie,
09:08
includingCompreso the cosmeticscosmetici industryindustria.
207
536907
2400
compresa l'industria dei cosmetici.
09:11
We can potentiallypotenzialmente use the skinpelle on a chippatata fritta
208
539307
2882
Potenzialmente possiamo usare
la pelle su un chip
09:14
that we're currentlyattualmente developingin via di sviluppo in the lablaboratorio
209
542189
1961
che stiamo attualmente sviluppando in laboratorio
09:16
to testTest whetherse the ingredientsingredienti in those productsprodotti
210
544150
2554
per testare se i componenti in quei prodotti
09:18
that you're usingutilizzando are actuallyin realtà
safesicuro to put on your skinpelle
211
546704
3283
che state usando
sono davvero sicuri per la pelle
09:21
withoutsenza the need for animalanimale testinganalisi.
212
549987
2689
senza bisogno di test sugli animali.
09:24
We could testTest the safetysicurezza
213
552676
1944
Possiamo verificare la sicurezza
09:26
of chemicalssostanze chimiche that we are exposedesposto to
214
554620
2253
di sostanze a cui siamo esposti
09:28
on a dailyquotidiano basisbase in our environmentambiente,
215
556873
1914
giornalmente nel nostro ambiente,
09:30
suchcome as chemicalssostanze chimiche in regularregolare householddomestico cleanersaddetti alle pulizie.
216
558787
3731
come i componenti dei normali detersivi domestici.
09:34
We could alsoanche use the organsorgani on chipspatatine fritte
217
562518
3202
Possiamo anche usare gli organi su chip
09:37
for applicationsapplicazioni in bioterrorismbioterrorismo
218
565720
2779
per applicazioni nel bioterrorismo
09:40
or radiationradiazione exposureesposizione.
219
568499
2571
o di esposizione alle radiazioni.
09:43
We could use them to learnimparare more about
220
571070
3350
Possiamo usarli per apprendere di più
09:46
diseasesmalattie suchcome as ebolaebola
221
574420
3044
su infezioni come Ebola
09:49
or other deadlymortale diseasesmalattie suchcome as SARSSARS.
222
577464
3892
o altre infezioni mortali come la SARS.
09:53
OrgansOrgani on chipspatatine fritte could alsoanche changemodificare
223
581356
1838
Gli organi su chip potrebbero anche cambiare
09:55
the way we do clinicalclinico trialsprove in the futurefuturo.
224
583194
3374
il modo di effettuare i test clinici nel futuro.
09:58
Right now, the averagemedia participantpartecipante
225
586568
2587
Al momento il partecipante medio
10:01
in a clinicalclinico trialprova is that: averagemedia.
226
589155
3370
in una sperimentazione clinica
è questo: medio.
10:04
TendsTende to be middlein mezzo agedanziano, tendstende to be femalefemmina.
227
592525
3326
Tende ad essere di età media,
tende ad essere donna.
10:07
You won'tnon lo farà find manymolti clinicalclinico trialsprove
228
595851
2472
Non troverete molte sperimentazioni cliniche
10:10
in whichquale childrenbambini are involvedcoinvolti,
229
598323
1515
dove vengono coinvolti bambini,
10:11
yetancora everyogni day, we give childrenbambini medicationsfarmaci,
230
599838
3547
eppure ogni giorno, diamo ai bambini medicinali,
10:15
and the only safetysicurezza datadati we have on that drugdroga
231
603385
3746
i cui unici dati di sicurezza che abbiamo
10:19
is one that we obtainedottenuti from adultsadulti.
232
607131
3074
sono quelli ottenuti da adulti.
10:22
ChildrenBambini are not adultsadulti.
233
610205
1794
I bambini non sono adulti.
10:23
They maypuò not respondrispondere in the samestesso way adultsadulti do.
234
611999
3133
Potrebbero non reagire allo stesso modo degli adulti.
10:27
There are other things like geneticgenetico differencesdifferenze
235
615132
2412
Ci sono altri fattori come le diversità genetiche
10:29
in populationspopolazioni
236
617544
1433
nelle popolazioni
10:30
that maypuò leadcondurre to at-riska rischio populationspopolazioni
237
618977
3106
che le possono mettere a rischio,
10:34
that are at riskrischio of havingavendo an adversenegativi drugdroga reactionreazione.
238
622083
3437
il rischio di avere reazioni avverse al farmaco.
10:37
Now imagineimmaginare if we could take cellscellule
from all those differentdiverso populationspopolazioni,
239
625520
3389
Ora, immaginate se potessimo prendere cellule
da tutte queste popolazioni differenti,
10:40
put them on chipspatatine fritte,
240
628919
1908
metterle su dei chip,
10:42
and createcreare populationspopolazioni on a chippatata fritta.
241
630827
1964
e creare popolazioni su chip.
10:44
This could really changemodificare the way
242
632791
1838
Questo potrebbe davvero cambiare il modo
10:46
we do clinicalclinico trialsprove.
243
634629
2069
di effettuare le sperimentazioni cliniche.
10:48
And this is the teamsquadra and the people
that are doing this.
244
636698
2832
E questa è la squadra e le persone
che stanno facendo questo.
10:51
We have engineersingegneri, we have cellcellula biologistsbiologi,
245
639530
3257
Ci sono ingegneri, ci sono biologi cellulari,
10:54
we have cliniciansclinici, all workinglavoro togetherinsieme.
246
642787
3774
ci sono medici, lavorano tutti insieme.
10:58
We're really seeingvedendo something quiteabbastanza incredibleincredibile
247
646561
1926
Stiamo davvero assistendo a qualcosa di incredibile
11:00
at the WyssWyss InstituteIstituto.
248
648487
1605
al Wyss Institute.
11:02
It's really a convergenceconvergenza of disciplinesdiscipline,
249
650092
2171
È davvero una convergenza di discipline,
11:04
where biologybiologia is influencingche influenzano the way we designdesign,
250
652263
3720
dove la biologia sta influenzando il modo di progettare,
11:07
the way we engineeringegnere, the way we buildcostruire.
251
655983
2662
il modo di organizzare, di costruire.
11:10
It's prettybella excitingemozionante.
252
658645
1403
È piuttosto emozionante.
11:12
We're establishingche istituisce importantimportante industryindustria collaborationscollaborazioni
253
660048
3564
Stiamo creando importanti collaborazioni con l'industria
11:15
suchcome as the one we have with a companyazienda
254
663612
3373
come quella che abbiamo con un'azienda
11:18
that has expertisecompetenza in large-scalelarga scala
digitaldigitale manufacturingproduzione.
255
666985
3599
specializzata nella produzione digitale su larga scala.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
Ci stanno aiutando a produrre,
11:24
insteadanziché of one of these,
257
672603
1526
anziché uno solo,
11:26
millionsmilioni of these chipspatatine fritte,
258
674129
1583
milioni di questi chip,
11:27
so that we can get them into the handsmani
259
675712
1669
così da poterli mettere in mano
11:29
of as manymolti researchersricercatori as possiblepossibile.
260
677381
2889
a più ricercatori possibili.
11:32
And this is keychiave to the potentialpotenziale of that technologytecnologia.
261
680270
4216
E ciò è fondamentale per il potenziale di questa tecnologia.
11:36
Now let me showmostrare you our instrumentstrumento.
262
684486
2537
Lasciate che vi mostri il nostro strumento.
11:39
This is an instrumentstrumento that our engineersingegneri
263
687023
1989
Questo è uno strumento che i nostri ingegneri
11:41
are actuallyin realtà prototypingprototipazione right now in the lablaboratorio,
264
689012
2618
stanno realizzando come prototipo
proprio ora in laboratorio
11:43
and this instrumentstrumento is going to give us
265
691630
2309
e questo strumento ci darà
11:45
the engineeringingegneria controlscontrolli that we're going to requirerichiedere
266
693939
2459
i controlli che ci serviranno
11:48
in orderordine to linkcollegamento 10 or more organorgano chipspatatine fritte togetherinsieme.
267
696398
4168
per connettere insieme dieci o più organi su chip.
11:52
It does something elsealtro that's very importantimportante.
268
700566
2229
Fa anche qualcos'altro di molto importante.
11:54
It createscrea an easyfacile userutente interfaceinterfaccia.
269
702795
2844
Crea una facile interfaccia per l'utilizzatore.
11:57
So a cellcellula biologistbiologo like me can come in,
270
705639
2990
In modo che un biologo cellulare come me
possa arrivare,
12:00
take a chippatata fritta, put it in a cartridgecartuccia
271
708629
2008
prendere un chip, metterlo in una cartuccia,
12:02
like the prototypeprototipo you see there,
272
710637
1932
come il prototipo che vedete qui,
12:04
put the cartridgecartuccia into the machinemacchina
273
712569
2071
mettere la cartuccia dentro la macchina,
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
proprio come fareste con un CD
12:08
and away you go.
275
716128
1132
e via.
12:09
PlugSpina and playgiocare. EasyFacile.
276
717260
2749
Inserire ed accendere. Facile.
12:12
Now, let's imagineimmaginare a little bitpo
277
720009
2514
Ora, immaginiamo un po'
12:14
what the futurefuturo mightpotrebbe look like
278
722523
1379
come potrebbe essere il futuro
12:15
if I could take your stemstelo cellscellule
279
723902
2413
se potessi prendere le tue cellule staminali
12:18
and put them on a chippatata fritta,
280
726315
1440
e metterle su un chip.
12:19
or your stemstelo cellscellule and put them on a chippatata fritta.
281
727755
3219
oppure le tue cellule staminali e mettere su un chip.
12:22
It would be a personalizedpersonalizzato chippatata fritta just for you.
282
730974
3501
Sarebbe un chip personalizzato solo per voi.
12:26
Now all of us in here are individualsindividui,
283
734475
3208
Tutti noi qui dentro siamo individui,
12:29
and those individualindividuale differencesdifferenze mean
284
737683
2838
e queste differenze individuali significano
12:32
that we could reactreagire very differentlydiversamente
285
740521
2442
che potremmo reagire in modo molto diverso
12:34
and sometimesa volte in unpredictableimprevedibile waysmodi to drugsfarmaci.
286
742963
4247
e talvolta in modo imprevedibile ai medicinali.
12:39
I myselfme stessa, a couplecoppia of yearsanni back,
had a really badcattivo headachemal di testa,
287
747210
4568
Io stessa, un paio di anni fa,
avevo un terribile mal di testa,
12:43
just couldn'tnon poteva shakescuotere it, thought,
"Well, I'll try something differentdiverso."
288
751778
2413
non riuscivo proprio a liberarmene, e pensai,
"Bene, adesso provo qualcosa di diverso"
12:46
I tookha preso some AdvilAdvil. FifteenQuindici anni minutesminuti laterdopo,
289
754191
2135
Ho preso dell'Advil. Quindici minuti dopo,
12:48
I was on my way to the emergencyemergenza roomcamera
290
756326
1880
ero diretta al Pronto Soccorso
12:50
with a full-blownvera e propria asthmaasma attackattacco.
291
758206
1893
con un attacco d'asma in piena regola.
12:52
Now, obviouslyovviamente it wasn'tnon era fatalfatale,
292
760099
1830
Chiaramente non era mortale,
12:53
but unfortunatelypurtroppo, some of these
293
761929
3173
ma sfortunatamente, alcune di queste
12:57
adversenegativi drugdroga reactionsreazioni can be fatalfatale.
294
765102
3609
reazioni allergiche ai medicinali possono essere fatali.
13:00
So how do we preventimpedire them?
295
768711
1941
E quindi come le preveniamo?
13:02
Well, we could imagineimmaginare one day
296
770652
2580
Beh, possiamo immaginare che un giorno
13:05
havingavendo GeraldineGeraldine on a chippatata fritta,
297
773232
2343
avremo Geraldine su un chip,
13:07
havingavendo DanielleDanielle on a chippatata fritta,
298
775575
1749
avremo Danielle su un chip,
13:09
havingavendo you on a chippatata fritta.
299
777324
1473
avremo voi su un chip.
13:10
PersonalizedPersonalizzato medicinemedicina. Thank you.
300
778797
2388
Medicina personalizzata. Grazie.
13:13
(ApplauseApplausi)
301
781185
4154
(Applausi)
Translated by Carlo Schiatti
Reviewed by Debora Serrentino

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ABOUT THE SPEAKER
Geraldine Hamilton - Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures.

Why you should listen

Geraldine Hamilton’s career spans from academic research to biotech start-ups to pharma. Her research focus has been on the development and application of human-relevant in-vitro models for drug discovery. She was one of the founding scientists, VP of Scientific Operations and Director of Cell Products, in a start-up biotech company (CellzDirect), that successfully translated and commercialized technology from academic research to supply the pharmaceutical industry with hepatic cell products and services for safety assessment and drug-metabolism studies.

Hamilton received her Ph.D. in cell biology/toxicology from the University of Hertfordshire (England) in conjunction with GlaxoSmithkline, followed by a post-doctoral research fellowship at the University of North Carolina. Her current research interests and prior experience include: organs on-a-chip, toxicology and drug metabolism, liver cell biology, mechanisms regulating gene expression and differentiation, regulation of nuclear receptors and transcriptional activation in hepatocytes by xenobiotics, human cell isolation and cryopreservation techniques.

More profile about the speaker
Geraldine Hamilton | Speaker | TED.com