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

Джеральдина Гамильтон: Части тела на чипе

Filmed:
1,644,547 views

Относительно легко представить новое лекарство, лучшее средство от какого-то заболевания. Сложность заключается в его тестировании, которое может отсрочить запуск многообещающих лекарств на годы. В этом хорошо аргументированном выступлении Джеральдина Гамильтон демонстрирует, как её лаборатория создаёт органы и части тела на чипе, простые структуры со всеми необходимыми элементами для тестирования новых лекарственных препаратов — и даже сделанных на заказ препаратов для одного конкретного человека. (Снято на TEDxBoston)
- Bio researcher
Geraldine Hamilton builds organs and body parts on a chip -- to test new, custom cures. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:12
We have a globalГлобальный healthздоровье challengeвызов
0
368
2137
Сегодня перед нами
проблема здравоохранения
00:14
in our handsРуки todayCегодня,
1
2505
1692
мирового масштаба:
00:16
and that is that the way we currentlyВ данный момент
2
4197
3060
современный способ поиска
00:19
discoverобнаружить and developразвивать newновый drugsнаркотики
3
7257
2925
и разработки новых лекарств
00:22
is too costlyдорогостоящий, takes farдалеко too long,
4
10182
4178
слишком дорогостоящий,
занимает слишком много времени
00:26
and it failsтерпит неудачу more oftenдовольно часто than it succeedsпреуспевает.
5
14360
3714
и является провальным
чаще, чем успешным.
00:30
It really just isn't workingза работой, and that meansозначает
6
18074
3377
Он просто не работает, а это значит,
00:33
that patientsпациентов that badlyплохо need newновый therapiesтерапии
7
21451
3047
что пациенты, которым крайне
необходимы новые виды терапии,
00:36
are not gettingполучение them,
8
24498
1711
их не получают,
00:38
and diseasesболезни are going untreatedнеобработанный.
9
26209
3498
а болезни не излечены.
00:41
We seemказаться to be spendingрасходы more and more moneyДеньги.
10
29707
3083
Кажется, что мы тратим
всё больше и больше денег.
00:44
So for everyкаждый billionмиллиард dollarsдолларов we spendпроводить in R&D,
11
32790
4096
На каждый миллиард долларов,
вложенный в исследования и разработку,
00:48
we're gettingполучение lessМеньше drugsнаркотики approvedутвержденный into the marketрынок.
12
36886
3829
мы получаем всё меньше
одобренных на рынке лекарств.
00:52
More moneyДеньги, lessМеньше drugsнаркотики. HmmХмм.
13
40715
3217
Больше денег, меньше лекарств.
Хм-м-м.
00:55
So what's going on here?
14
43932
1920
Так что же происходит?
00:57
Well, there's a multitudeмножество of factorsфакторы at playиграть,
15
45852
2595
Существует множество факторов,
01:00
but I think one of the keyключ factorsфакторы
16
48447
2021
но, я думаю,
одним из ключевых является то,
01:02
is that the toolsинструменты that we currentlyВ данный момент have
17
50468
2397
что те инструменты, какие
на данный момент доступны нам
01:04
availableдоступный to testконтрольная работа whetherбудь то a drugлекарственное средство is going to work,
18
52865
4083
для тестирования, будет ли
лекарство работать,
01:08
whetherбудь то it has efficacyэффективность,
19
56948
1389
эффективно ли оно,
01:10
or whetherбудь то it's going to be safeбезопасно
20
58337
1766
или будет ли оно безопасно
01:12
before we get it into humanчеловек clinicalклиническая trialsиспытания,
21
60103
3552
до того, как мы начнём проводить с ним
клинические испытания на людях,
01:15
are failingпровал us. They're not predictingпрогнозирования
22
63655
2151
нас подводят.
Они не предсказывают,
01:17
what's going to happenслучаться in humansлюди.
23
65806
3228
что будет происходить в людях.
01:21
And we have two mainглавный toolsинструменты availableдоступный
24
69034
2723
В нашем распоряжении есть
01:23
at our disposalудаление.
25
71757
2014
два главных доступных инструмента.
01:25
They are cellsячейки in dishesблюда and animalживотное testingтестирование.
26
73771
4041
Это — клеточные колонии
и тестирование на животных.
01:29
Now let's talk about the first one, cellsячейки in dishesблюда.
27
77812
3320
Поговорим о первом: клеточные колонии.
01:33
So, cellsячейки are happilyсчастливо functioningфункционирование in our bodiesтела.
28
81132
3153
Клетки успешно
функционируют в наших телах.
01:36
We take them and ripПокойся с миром them out
29
84285
2055
Мы берём и вытаскиваем их
01:38
of theirих nativeродной environmentОкружающая среда,
throwбросать them in one of these dishesблюда,
30
86340
2949
из их родной среды,
бросаем их на одно из этих блюдец
01:41
and expectожидать them to work.
31
89289
1585
и ждём, что они будут работать.
01:42
GuessУгадай what. They don't.
32
90874
2193
Знаете что? Они не работают.
01:45
They don't like that environmentОкружающая среда
33
93067
1662
Им не нравится эта среда,
01:46
because it's nothing like
34
94729
1632
потому как она
совсем не похожа на ту,
01:48
what they have in the bodyтело.
35
96361
2676
что была у них внутри тела.
01:51
What about animalживотное testingтестирование?
36
99037
2071
Как насчёт тестирования на животных?
01:53
Well, animalsживотные do and can provideпредоставлять
37
101108
2885
Животные могут обеспечить и обеспечивают
01:55
extremelyочень usefulполезным informationИнформация.
38
103993
2262
чрезвычайно важной информацией.
01:58
They teachучат us about what happensпроисходит
39
106255
1709
Они учат нас тому, что происходит
01:59
in the complexсложный organismорганизм.
40
107964
2329
в сложном организме.
02:02
We learnучить more about the biologyбиология itselfсам.
41
110293
3008
Мы узнаём больше о биологии как таковой.
02:05
HoweverОднако, more oftenдовольно часто than not,
42
113301
2898
Однако, чаще, чем хотелось бы,
02:08
animalживотное modelsмодели failпотерпеть неудачу to predictпрогнозировать
what will happenслучаться in humansлюди
43
116199
4216
животные модели терпят неудачу
в предсказывании реакции людей
02:12
when they're treatedобрабатывали with a particularконкретный drugлекарственное средство.
44
120415
3186
на лечение конкретным лекарством.
02:15
So we need better toolsинструменты.
45
123601
2379
Нам нужны лучшие инструменты.
02:17
We need humanчеловек cellsячейки,
46
125980
1753
Нужны человеческие клетки,
02:19
but we need to find a way to keep them happyсчастливый
47
127733
2750
но нужно найти способ
поддерживать их счастливыми
02:22
outsideза пределами the bodyтело.
48
130483
1591
за пределами тела.
02:24
Our bodiesтела are dynamicдинамический environmentsокружающая среда.
49
132074
2906
Наши тела — это динамические среды.
02:26
We're in constantпостоянная motionдвижение.
50
134980
1840
Мы находимся в постоянном движении.
02:28
Our cellsячейки experienceопыт that.
51
136820
2191
И наши клетки это ощущают.
02:31
They're in dynamicдинамический environmentsокружающая среда in our bodyтело.
52
139011
2809
Они живут в динамической среде в теле.
02:33
They're underпод constantпостоянная mechanicalмеханический forcesсил.
53
141820
2755
Они находятся под постоянным
воздействием механических сил.
02:36
So if we want to make cellsячейки happyсчастливый
54
144575
2456
И если мы хотим сделать
клетки счастливыми
02:39
outsideза пределами our bodiesтела,
55
147031
1429
вне тела,
02:40
we need to becomeстали cellклетка architectsархитекторы.
56
148460
2526
нам нужно стать
клеточными архитекторами.
02:42
We need to designдизайн, buildстроить and engineerинженер
57
150986
4344
Нужно придумать,
разработать и спроектировать
02:47
a home away from home for the cellsячейки.
58
155330
3231
дом вдали от дома для клеток.
02:50
And at the WyssВисс Instituteинститут,
59
158561
1674
В Институте Висс
02:52
we'veмы в doneсделанный just that.
60
160235
1938
мы это сделали.
02:54
We call it an organ-on-a-chipорганно-на-чипе.
61
162173
3024
Мы называем это «орган-на-чипе».
02:57
And I have one right here.
62
165197
1791
Один из них у меня вот тут.
02:58
It's beautifulкрасивая, isn't it?
But it's prettyСимпатичная incredibleнеимоверный.
63
166988
2815
Красиво, не так ли?
Но это просто удивительно.
03:01
Right here in my handрука is a breathingдыхание, livingживой
64
169803
4500
Прямо здесь у меня в руке
дышащее, живущее
03:06
humanчеловек lungлегкое on a chipчип.
65
174303
2658
человеческое лёгкое на чипе.
03:08
And it's not just beautifulкрасивая.
66
176961
2128
И это не только красиво.
03:11
It can do a tremendousогромный amountколичество of things.
67
179089
2440
Он может делать
огромное количество вещей.
03:13
We have livingживой cellsячейки in that little chipчип,
68
181529
3779
На этом маленьком чипе
у нас живые клетки,
03:17
cellsячейки that are in a dynamicдинамический environmentОкружающая среда
69
185308
2550
клетки, которые в динамической среде
03:19
interactingвзаимодействующий with differentдругой cellклетка typesтипы.
70
187858
3081
взаимодействуют
с различными видами клеток.
03:22
There's been manyмногие people
71
190939
1639
Множество людей пытались
03:24
tryingпытаясь to growрасти cellsячейки in the labлаборатория.
72
192578
1861
вырастить клетки в лаборатории.
03:26
They'veУ них есть triedпытался manyмногие differentдругой approachesподходы.
73
194439
3156
Пробовали разные подходы.
03:29
They'veУ них есть even triedпытался to growрасти
little mini-organsмини-органы in the labлаборатория.
74
197595
2627
Даже пытались вырастить
маленькие мини-органы в лаборатории.
03:32
We're not tryingпытаясь to do that here.
75
200222
1549
Мы это делать не пытаемся.
03:33
We're simplyпросто tryingпытаясь to recreateвоссоздавать
76
201771
2126
Мы просто стараемся воссоздать
03:35
in this tinyкрошечный chipчип
77
203897
1577
на этом крошечном чипе
03:37
the smallestнаименьшее functionalфункциональная unitЕд. изм
78
205474
3017
мельчайший функциональный блок,
03:40
that representsпредставляет the biochemistryбиохимия,
79
208491
2554
представляющий собой биохимию,
03:43
the functionфункция and the mechanicalмеханический strainнапряжение
80
211045
3124
функцию и механическую нагрузку,
03:46
that the cellsячейки experienceопыт in our bodiesтела.
81
214169
3516
которые клетки
испытывают в нашем теле.
03:49
So how does it work? Let me showпоказать you.
82
217685
3032
Как же это работает?
Позвольте мне вам показать.
03:52
We use techniquesметоды from the computerкомпьютер chipчип
83
220717
2634
Мы применяем методы отрасли
03:55
manufacturingпроизводство industryпромышленность
84
223351
1633
по производству компьютерных чипов,
03:56
to make these structuresсооружения at a scaleмасштаб
85
224984
2197
чтобы создать эти
конструкции в масштабе,
03:59
relevantСоответствующий to bothи то и другое the cellsячейки and theirих environmentОкружающая среда.
86
227181
2896
соответствующем как клеткам,
так и их среде.
04:02
We have threeтри fluidicжидкостный channelsканалы.
87
230077
2064
У нас есть 3 жидкостных канала.
04:04
In the centerцентр, we have a porousпористый, flexibleгибкий membraneмембрана
88
232141
3712
В центра установлена
пористая подвижная мембрана,
04:07
on whichкоторый we can addДобавить humanчеловек cellsячейки
89
235853
2063
на которую можно
поместить клетку человека,
04:09
from, say, our lungsлегкие,
90
237916
1344
например, из лёгкого,
04:11
and then underneathпод, they had capillaryкапиллярный cellsячейки,
91
239260
2487
а под ними есть капиллярные клетки —
04:13
the cellsячейки in our bloodкровь vesselsсуд.
92
241747
1788
клетки из наших кровеносных сосудов.
04:15
And we can then applyподать заявление mechanicalмеханический forcesсил to the chipчип
93
243535
4320
И затем мы можем приложить
механические силы к чипу,
04:19
that stretchпротяжение and contractконтракт the membraneмембрана,
94
247855
2829
растягивающие и сжимающие
мембрану таким образом, что
04:22
so the cellsячейки experienceопыт the sameодна и та же mechanicalмеханический forcesсил
95
250684
3097
клетки испытывают
те же механические силы,
04:25
that they did when we breatheдышать.
96
253781
2933
что они испытывают, когда мы дышим.
04:28
And they experienceопыт them how they did in the bodyтело.
97
256714
3160
И испытывают их
тем же самым образом, что и в теле.
04:31
There's airвоздух flowingтекущий throughчерез the topВверх channelканал,
98
259874
2400
Есть поступающий
через верхний канал воздух,
04:34
and then we flowтечь a liquidжидкость that containsсодержит nutrientsпитательные вещества
99
262274
3349
а ещё мы добавляем жидкость,
содержащую питательные вещества,
04:37
throughчерез the bloodкровь channelканал.
100
265623
2839
через кровеносный канал.
04:40
Now the chipчип is really beautifulкрасивая,
101
268462
2372
Чип действительно красивый,
04:42
but what can we do with it?
102
270834
2097
но что можно с ним делать?
04:44
We can get incredibleнеимоверный functionalityфункциональность
103
272931
2324
Мы можем получить
невероятные возможности
04:47
insideвнутри these little chipsчипсы.
104
275255
1751
внутри таких маленьких чипов.
04:49
Let me showпоказать you.
105
277006
1506
Позвольте продемонстрировать вам.
04:50
We could, for exampleпример, mimicмим infectionинфекционное заболевание,
106
278512
2631
Мы можем, например,
имитировать инфекцию,
04:53
where we addДобавить bacterialбактериальный cellsячейки into the lungлегкое.
107
281143
3536
вводя бактериальные клетки в лёгкое.
04:56
then we can addДобавить humanчеловек whiteбелый bloodкровь cellsячейки.
108
284679
2932
Затем мы можем добавить
белые кровяные клетки человека.
04:59
Whiteбелый bloodкровь cellsячейки are our body'sорганизма defenseзащита
109
287611
2591
Белые кровяные клетки —
защита нашего организма
05:02
againstпротив bacterialбактериальный invadersзахватчики,
110
290202
1368
против бактериальных захватчиков,
05:03
and when they senseсмысл this
inflammationвоспаление dueв связи to infectionинфекционное заболевание,
111
291570
3169
и когда они чувствуют это
воспаление из-за инфекции,
05:06
they will enterвойти from the bloodкровь into the lungлегкое
112
294739
2857
они входят из крови в лёгкое
05:09
and engulfпоглощать the bacteriaбактерии.
113
297596
1915
и поглощают бактерии.
05:11
Well now you're going to see this happeningпроисходит
114
299511
2248
Сейчас вы увидите это вживую,
05:13
liveжить in an actualфактический humanчеловек lungлегкое on a chipчип.
115
301759
3310
на настоящем
человеческом лёгком на чипе.
05:17
We'veУ нас labeledмаркированный the whiteбелый bloodкровь cellsячейки
so you can see them flowingтекущий throughчерез,
116
305069
3543
Мы промаркировали белые кровяные клетки
так, чтобы вы могли их видеть,
05:20
and when they detectобнаружить that infectionинфекционное заболевание,
117
308612
2161
и когда они выявляют эту инфекцию.
05:22
they beginначать to stickпридерживаться.
118
310773
1397
они начинают липнуть.
05:24
They stickпридерживаться, and then they try to go into the lungлегкое
119
312170
3887
Они липнут, а потом
пытаются зайти в лёгкое
05:28
sideбоковая сторона from bloodкровь channelканал.
120
316057
1781
из кровеносного капилляра.
05:29
And you can see here, we can actuallyна самом деле visualizeвизуализировать
121
317838
3689
Вы видите здесь, что мы
фактически можем отчётливо представить
05:33
a singleОдин whiteбелый bloodкровь cellклетка.
122
321527
3759
одну белую кровяную клетку.
05:37
It sticksпалочки, it wigglesпокачивания its way throughчерез
123
325286
2256
Она липнет, она проталкивается
05:39
betweenмежду the cellклетка layersслои, throughчерез the poreпоры,
124
327542
2315
между клеточными слоями, через пору,
05:41
comesвыходит out on the other sideбоковая сторона of the membraneмембрана,
125
329857
2421
выходит с другой стороны мембраны,
05:44
and right there, it's going to engulfпоглощать the bacteriaбактерии
126
332278
3435
и прямо там, она поглотит бактерии,
05:47
labeledмаркированный in greenзеленый.
127
335713
1649
маркированные зелёным.
05:49
In that tinyкрошечный chipчип, you just witnessedсвидетелями
128
337362
3004
В таком малюсеньком чипе
вы только что наблюдали
05:52
one of the mostбольшинство fundamentalфундаментальный responsesответы
129
340366
3181
одну из самых фундаментальных реакций
05:55
our bodyтело has to an infectionинфекционное заболевание.
130
343547
1957
нашего тела в ответ на инфекцию.
05:57
It's the way we respondотвечать to -- an immuneиммунный responseответ.
131
345504
3770
Это способ нашей реакции —
иммунная реакция.
06:01
It's prettyСимпатичная excitingзахватывающе.
132
349274
2401
Весьма захватывающе.
06:03
Now I want to shareдоля this pictureкартина with you,
133
351675
2343
Я хочу показать вам этот снимок.
06:06
not just because it's so beautifulкрасивая,
134
354018
2638
Не только потому, что он так прекрасен,
06:08
but because it tellsговорит us an enormousогромный
amountколичество of informationИнформация
135
356656
3336
а потому что он даёт нам
огромнейший объём информации
06:11
about what the cellsячейки are doing withinв the chipsчипсы.
136
359992
2597
о том, что делают клетки в чипе.
06:14
It tellsговорит us that these cellsячейки
137
362589
2259
Снимок говорит нам, что эти клетки
06:16
from the smallмаленький airwaysдыхательные пути in our lungsлегкие,
138
364848
2311
из мелких воздушных каналов лёгких
06:19
actuallyна самом деле have these hairlikeволосовидная structuresсооружения
139
367159
1751
обладают такими
волосовидными структурами,
06:20
that you would expectожидать to see in the lungлегкое.
140
368910
2008
характерные для лёгкого.
06:22
These structuresсооружения are calledназывается ciliaреснички,
141
370918
1465
Структуры эти называются «реснички»,
06:24
and they actuallyна самом деле moveпереехать the mucusслизь out of the lungлегкое.
142
372383
2910
и они выводят слизь из лёгких.
06:27
Yeah. Mucusслизь. Yuckдрянь.
143
375293
1539
Да. Слизь. Фу.
06:28
But mucusслизь is actuallyна самом деле very importantважный.
144
376832
2440
Но вообще-то слизь очень важна.
06:31
Mucusслизь trapsловушки particulatesтвердые частицы, virusesвирусы,
145
379272
2581
Она схватывает частицы, вирусы,
06:33
potentialпотенциал allergensаллергены,
146
381853
1459
потенциальные аллергены,
06:35
and these little ciliaреснички moveпереехать
147
383312
1601
а вот эти маленькие реснички движутся
06:36
and clearЧисто the mucusслизь out.
148
384913
2250
и выводят слизь наружу.
06:39
When they get damagedповрежденный, say,
149
387163
1912
Когда они повреждены, скажем,
06:41
by cigaretteсигарета smokeдым for exampleпример,
150
389075
2419
курением, например,
06:43
they don't work properlyдолжным образом,
and they can't clearЧисто that mucusслизь out.
151
391494
2808
они не работают корректно
и не могут вычистить слизь,
06:46
And that can leadвести to diseasesболезни suchтакие as bronchitisбронхит.
152
394302
3817
что может привести к таким
заболеваниям, как бронхит.
06:50
CiliaРеснички and the clearanceзазор of mucusслизь
153
398119
2647
Реснички и очищение слизи
06:52
are alsoтакже involvedучаствует in awfulужасный diseasesболезни like cysticкистозный fibrosisфиброз.
154
400766
4461
также участвуют в ужасном заболевании
вроде фиброзно-кистозной дегенерации.
06:57
But now, with the functionalityфункциональность
that we get in these chipsчипсы,
155
405227
3550
Но теперь с теми возможностями,
что дают нам эти чипы,
07:00
we can beginначать to look
156
408777
1824
мы можем начать искать
07:02
for potentialпотенциал newновый treatmentsлечение.
157
410601
2513
новые потенциальные виды лечения.
07:05
We didn't stop with the lungлегкое on a chipчип.
158
413114
1952
Мы не остановились на лёгком на чипе.
07:07
We have a gutпотрошить on a chipчип.
159
415066
1884
У нас есть кишечник на чипе.
07:08
You can see one right here.
160
416950
2030
Один из них можете увидеть здесь.
07:10
And we'veмы в put intestinalкишечный humanчеловек cellsячейки
161
418980
3226
Мы установили кишечные клетки человека
07:14
in a gutпотрошить on a chipчип,
162
422206
1905
в кишечник на этом чипе.
07:16
and they're underпод constantпостоянная peristalticперистальтический motionдвижение,
163
424111
2837
Они находятся в постоянном
перистальтическом движении —
07:18
this tricklingсочащийся flowтечь throughчерез the cellsячейки,
164
426948
3191
в таком сочащемся
через клетки потоке —
07:22
and we can mimicмим manyмногие of the functionsфункции
165
430139
2558
и мы можем сымитировать
множество функций,
07:24
that you actuallyна самом деле would expectожидать to see
166
432697
2263
которые характерны
07:26
in the humanчеловек intestineкишка.
167
434960
1693
для кишечника человека.
07:28
Now we can beginначать to createСоздайте modelsмодели of diseasesболезни
168
436653
3791
Теперь мы можем начать
создавать модели заболеваний,
07:32
suchтакие as irritableраздражительный bowelкишка syndromeсиндром.
169
440444
2410
таких как синдром
раздражённой толстой кишки.
07:34
This is a diseaseболезнь that affectsвлияет
170
442854
2082
Это заболевание, затронувшее
07:36
a largeбольшой numberномер of individualsиндивидуумы.
171
444936
1911
огромное количество людей.
07:38
It's really debilitatingослабляющий,
172
446847
1774
Оно весьма подтачивает здоровье,
07:40
and there aren'tне really manyмногие good treatmentsлечение for it.
173
448621
3942
и есть не так уж много
хороших вариантов его лечения.
07:44
Now we have a wholeвсе pipelineтрубопровод
174
452563
2302
У нас есть целый конвейер
07:46
of differentдругой organорган chipsчипсы
175
454865
2279
различных органов на чипе,
07:49
that we are currentlyВ данный момент workingза работой on in our labsлаборатории.
176
457144
3732
над которым мы сейчас
работаем в нашей лаборатории.
07:52
Now, the trueправда powerмощность of this technologyтехнологии, howeverОднако,
177
460876
3419
Реальная сила этой технологии, однако,
07:56
really comesвыходит from the factфакт
178
464295
2125
возникает из того факта,
07:58
that we can fluidicallyгидродинамически linkссылка them.
179
466420
2545
что мы можем жидкостно их связать.
08:00
There's fluidжидкость flowingтекущий acrossчерез these cellsячейки,
180
468965
1947
Между клетками протекает жидкость,
08:02
so we can beginначать to interconnectмежсоединений
181
470912
2079
и мы начинаем связывать
08:04
multipleмножественный differentдругой chipsчипсы togetherвместе
182
472991
2862
множество различных чипов вместе,
08:07
to formформа what we call a virtualвиртуальный humanчеловек on a chipчип.
183
475853
4213
чтобы формировать то, что мы называем
«виртуальный человек на чипе».
08:12
Now we're really gettingполучение excitedв восторге.
184
480066
3009
Теперь становится реально интересно.
08:15
We're not going to ever recreateвоссоздавать
a wholeвсе humanчеловек in these chipsчипсы,
185
483075
4095
Мы никогда не сможем воссоздать
всего человека на этих чипах,
08:19
but what our goalЦель is is to be ableв состоянии to recreateвоссоздавать
186
487170
4169
но наша цель —
иметь возможность воссоздать
08:23
sufficientдостаточно functionalityфункциональность
187
491339
2013
достаточную функциональность так,
08:25
so that we can make better predictionsпрогнозы
188
493352
2360
чтобы мы могли делать
более точные прогнозы того,
08:27
of what's going to happenслучаться in humansлюди.
189
495712
2214
что будет происходить в людях.
08:29
For exampleпример, now we can beginначать to exploreисследовать
190
497926
2924
Например, мы можем начать исследовать,
08:32
what happensпроисходит when we put
a drugлекарственное средство like an aerosolаэрозоль drugлекарственное средство.
191
500850
3434
что происходит, когда мы
применяем лекарство аэрозольного типа.
08:36
Those of you like me who have asthmaастма,
when you take your inhalerингалятор,
192
504284
2986
Те из вас, у кого, как и у меня, астма, —
когда вы берёте свой ингалятор,
08:39
we can exploreисследовать how that drugлекарственное средство comesвыходит into your lungsлегкие,
193
507270
2926
мы можем исследовать,
как лекарство проникает в лёгкие,
08:42
how it entersвходит the bodyтело,
194
510196
1626
как проникает в тело,
08:43
how it mightмог бы affectаффект, say, your heartсердце.
195
511822
1754
какое влияние может оказывать,
скажем, на сердце.
08:45
Does it changeизменение the beatingбитье of your heartсердце?
196
513576
1908
Меняет ли это сердцебиение?
08:47
Does it have a toxicityтоксичность?
197
515484
1641
Токсично ли оно?
08:49
Does it get clearedочищается by the liverпечень?
198
517125
2008
Выводится ли печенью?
08:51
Is it metabolizedметаболизируется in the liverпечень?
199
519133
2152
Усваивается ли печенью?
08:53
Is it excretedвыводится из организма in your kidneysпочки?
200
521285
1891
Выделяется ли почками?
08:55
We can beginначать to studyизучение the dynamicдинамический
201
523176
2212
Мы можем начать изучать динамическую
08:57
responseответ of the bodyтело to a drugлекарственное средство.
202
525388
2625
реакцию организма на лекарство.
09:00
This could really revolutionizeреволюционизировать
203
528028
1919
Это действительно может
произвести революцию
09:01
and be a gameигра changerпереключатель
204
529947
1649
и изменить ситуацию
09:03
for not only the pharmaceuticalфармацевтическая industryпромышленность,
205
531596
2938
не только
для фармацевтической промышленности,
09:06
but a wholeвсе hostхозяин of differentдругой industriesпромышленности,
206
534534
2373
но для целого сонма различных
отраслей промышленности,
09:08
includingв том числе the cosmeticsкосметика industryпромышленность.
207
536907
2400
включая косметическую.
09:11
We can potentiallyпотенциально use the skinкожа on a chipчип
208
539307
2882
Потенциально мы можем
использовать кожу на чипе,
09:14
that we're currentlyВ данный момент developingразвивающийся in the labлаборатория
209
542189
1961
которую мы сейчас
разрабатываем в лаборатории,
09:16
to testконтрольная работа whetherбудь то the ingredientsингредиенты in those productsпродукты
210
544150
2554
чтобы протестировать,
безопасны ли ингредиенты
09:18
that you're usingс помощью are actuallyна самом деле
safeбезопасно to put on your skinкожа
211
546704
3283
тех продуктов, которыми вы сейчас
пользуетесь, для вашей кожи
09:21
withoutбез the need for animalживотное testingтестирование.
212
549987
2689
без необходимости
тестирования на животных.
09:24
We could testконтрольная работа the safetyбезопасность
213
552676
1944
Мы можем протестировать безопасность
09:26
of chemicalsхимикалии that we are exposedподвергаются to
214
554620
2253
химикатов, которым мы подвергаемся
09:28
on a dailyежедневно basisоснова in our environmentОкружающая среда,
215
556873
1914
ежедневно в нашей среде,
09:30
suchтакие as chemicalsхимикалии in regularрегулярный householdдомашнее хозяйство cleanersочистители.
216
558787
3731
такие как химикаты
обычных бытовых чистящих средств.
09:34
We could alsoтакже use the organsорганы on chipsчипсы
217
562518
3202
Мы также могли бы
использовать органы на чипах
09:37
for applicationsПриложения in bioterrorismбиотерроризма
218
565720
2779
для применения в борьбе с биотерроризмом
09:40
or radiationизлучение exposureвоздействие.
219
568499
2571
или радиоактивным облучением.
09:43
We could use them to learnучить more about
220
571070
3350
Мы могли бы использовать их,
чтобы больше узнавать
09:46
diseasesболезни suchтакие as ebolaэбола
221
574420
3044
о таких заболеваниях, как вирус Эбола
09:49
or other deadlyсмертоносный diseasesболезни suchтакие as SARSSARS.
222
577464
3892
или других смертельно опасных
заболеваниях вроде атипичной пневмонии.
09:53
Organsорганы on chipsчипсы could alsoтакже changeизменение
223
581356
1838
Органы на чипе также могли бы изменить
09:55
the way we do clinicalклиническая trialsиспытания in the futureбудущее.
224
583194
3374
способы клинических испытаний в будущем.
09:58
Right now, the averageв среднем participantучастник
225
586568
2587
Сейчас средний участник
10:01
in a clinicalклиническая trialиспытание is that: averageв среднем.
226
589155
3370
клинических испытаний таков: средний.
10:04
TendsСклонен to be middleсредний agedпрестарелый, tendsкак правило, to be femaleженский пол.
227
592525
3326
Обычно среднего возраста, женщина.
10:07
You won'tне будет find manyмногие clinicalклиническая trialsиспытания
228
595851
2472
Не найдётся много клинических испытаний,
10:10
in whichкоторый childrenдети are involvedучаствует,
229
598323
1515
в которых участвовали бы дети,
10:11
yetвсе же everyкаждый day, we give childrenдети medicationsлекарственные препараты,
230
599838
3547
но каждый день мы даём детям
лекарственные препараты,
10:15
and the only safetyбезопасность dataданные we have on that drugлекарственное средство
231
603385
3746
а единственные данные
о безопасности этих препаратов —
10:19
is one that we obtainedполученный from adultsВзрослые.
232
607131
3074
те, что мы получили на взрослых.
10:22
ChildrenДети are not adultsВзрослые.
233
610205
1794
Дети — не взрослые.
10:23
They mayмай not respondотвечать in the sameодна и та же way adultsВзрослые do.
234
611999
3133
Их реакции могут отличаться
от реакций взрослых.
10:27
There are other things like geneticгенетический differencesразличия
235
615132
2412
Есть ещё такие вещи,
10:29
in populationsпопуляции
236
617544
1433
как генетические различия наций,
10:30
that mayмай leadвести to at-riskрискованно populationsпопуляции
237
618977
3106
которые могут выявлять
нации в группе риска,
10:34
that are at riskриск of havingимеющий an adverseнеблагоприятный drugлекарственное средство reactionреакция.
238
622083
3437
то есть имеющих риск побочных реакций.
10:37
Now imagineпредставить if we could take cellsячейки
from all those differentдругой populationsпопуляции,
239
625520
3389
Теперь представьте, если бы мы могли
взять клетки от всех этих разных наций,
10:40
put them on chipsчипсы,
240
628919
1908
поместить их на чипы
10:42
and createСоздайте populationsпопуляции on a chipчип.
241
630827
1964
и создать нации на чипах.
10:44
This could really changeизменение the way
242
632791
1838
Это действительно может изменить способ,
10:46
we do clinicalклиническая trialsиспытания.
243
634629
2069
каким мы проводим клинические испытания.
10:48
And this is the teamкоманда and the people
that are doing this.
244
636698
2832
И это команда и люди,
кто занимается этим.
10:51
We have engineersинженеры, we have cellклетка biologistsбиологам,
245
639530
3257
У нас есть инженеры,
клеточные биологи,
10:54
we have cliniciansклиницисты, all workingза работой togetherвместе.
246
642787
3774
клиницисты, работающие все вместе.
10:58
We're really seeingвидя something quiteдовольно incredibleнеимоверный
247
646561
1926
Мы наблюдаем нечто невероятное
11:00
at the WyssВисс Instituteинститут.
248
648487
1605
в Университете Висс.
11:02
It's really a convergenceконвергенция of disciplinesдисциплины,
249
650092
2171
Это конвергенция дисциплин,
11:04
where biologyбиология is influencingвлияющий the way we designдизайн,
250
652263
3720
где биология влияет на то,
как мы задумываем,
11:07
the way we engineerинженер, the way we buildстроить.
251
655983
2662
как мы разрабатываем,
как мы создаём.
11:10
It's prettyСимпатичная excitingзахватывающе.
252
658645
1403
Очень волнующе.
11:12
We're establishingналаживание importantважный industryпромышленность collaborationsсотрудничество
253
660048
3564
Мы налаживаем важное
сотрудничество с промышленностью,
11:15
suchтакие as the one we have with a companyКомпания
254
663612
3373
такое как у нас есть с компанией,
11:18
that has expertiseэкспертиза in large-scaleкрупномасштабный
digitalцифровой manufacturingпроизводство.
255
666985
3599
специализирующейся
в крупномасштабном цифровом производстве.
11:22
They're going to help us make,
256
670584
2019
Они собираются помочь нам создать
11:24
insteadвместо of one of these,
257
672603
1526
вместо одного такого чипа
11:26
millionsмиллионы of these chipsчипсы,
258
674129
1583
миллионы таких чипов,
11:27
so that we can get them into the handsРуки
259
675712
1669
так что мы сможем дать их в руки
11:29
of as manyмногие researchersисследователи as possibleвозможное.
260
677381
2889
такому большому числу исследователей,
какому только возможно.
11:32
And this is keyключ to the potentialпотенциал of that technologyтехнологии.
261
680270
4216
Это и есть ключ
к потенциалу этой технологии.
11:36
Now let me showпоказать you our instrumentинструмент.
262
684486
2537
Сейчас позвольте мне
показать наш инструмент.
11:39
This is an instrumentинструмент that our engineersинженеры
263
687023
1989
Это инструмент, прототип которого
11:41
are actuallyна самом деле prototypingмакетирования right now in the labлаборатория,
264
689012
2618
наши инженеры сейчас
создают в лаборатории,
11:43
and this instrumentинструмент is going to give us
265
691630
2309
и этот инструмент даст нам
11:45
the engineeringинжиниринг controlsуправления that we're going to requireтребовать
266
693939
2459
технологический контроль,
который потребуется
11:48
in orderзаказ to linkссылка 10 or more organорган chipsчипсы togetherвместе.
267
696398
4168
для связывания 10 и более
органов на чипах вместе.
11:52
It does something elseеще that's very importantважный.
268
700566
2229
Кое-что ещё важное он делает.
11:54
It createsсоздает an easyлегко userпользователь interfaceинтерфейс.
269
702795
2844
Он создаёт дружественный
интерфейс для пользователя.
11:57
So a cellклетка biologistбиолог like me can come in,
270
705639
2990
То есть клеточный биолог,
вроде меня, может прийти,
12:00
take a chipчип, put it in a cartridgeкартридж
271
708629
2008
взять чип, поместить его в картридж,
12:02
like the prototypeопытный образец you see there,
272
710637
1932
как прототип, что вы видите там,
12:04
put the cartridgeкартридж into the machineмашина
273
712569
2071
поместить картридж в оборудование,
12:06
just like you would a C.D.,
274
714640
1488
так же, как вы делаете с CD диском,
12:08
and away you go.
275
716128
1132
и уйти.
12:09
Plugштепсель and playиграть. EasyЛегко.
276
717260
2749
Включай и работай. Просто.
12:12
Now, let's imagineпредставить a little bitнемного
277
720009
2514
Теперь представим ненадолго,
12:14
what the futureбудущее mightмог бы look like
278
722523
1379
как может выглядеть будущее,
12:15
if I could take your stemстебель cellsячейки
279
723902
2413
если бы я могла взять
ваши стволовые клетки
12:18
and put them on a chipчип,
280
726315
1440
и поместить их на чип
12:19
or your stemстебель cellsячейки and put them on a chipчип.
281
727755
3219
или ваши стволовые клетки
и поместить их на чип.
12:22
It would be a personalizedперсонализированные chipчип just for you.
282
730974
3501
Это был бы
персонифицированный чип только для вас.
12:26
Now all of us in here are individualsиндивидуумы,
283
734475
3208
Каждый из нас здесь индивидуум,
12:29
and those individualиндивидуальный differencesразличия mean
284
737683
2838
и такие индивидуальные различия означают,
12:32
that we could reactреагировать very differentlyиначе
285
740521
2442
что мы можем по-разному,
иногда непредсказуемо,
12:34
and sometimesиногда in unpredictableнепредсказуемый waysпути to drugsнаркотики.
286
742963
4247
реагировать на лекарства.
12:39
I myselfсебя, a coupleпара of yearsлет back,
had a really badПлохо headacheГоловная боль,
287
747210
4568
У меня самой пару лет назад
была сильнейшая мигрень,
12:43
just couldn'tне может shakeвстряхивать it, thought,
"Well, I'll try something differentдругой."
288
751778
2413
просто не могла повернуть голову.
Я подумала: «Попробую-ка я кое-что другое».
12:46
I tookвзял some AdvilАдвил. Fifteen15 minutesминут laterпозже,
289
754191
2135
Я приняла Адвил. 15 минутами позже
12:48
I was on my way to the emergencyкрайняя необходимость roomкомната
290
756326
1880
меня везли в скорую помощь
12:50
with a full-blownполномасштабный asthmaастма attackатака.
291
758206
1893
с полномасштабным приступом астмы.
12:52
Now, obviouslyочевидно it wasn'tне было fatalфатальный,
292
760099
1830
Очевидно, он не был смертельным,
12:53
but unfortunatelyК сожалению, some of these
293
761929
3173
но, к сожалению, некоторые из таких
12:57
adverseнеблагоприятный drugлекарственное средство reactionsреакции can be fatalфатальный.
294
765102
3609
неблагоприятных реакций на лекарства
могут быть летальными.
13:00
So how do we preventне допустить them?
295
768711
1941
Как предотвратить их?
13:02
Well, we could imagineпредставить one day
296
770652
2580
Мы могли бы представить, что однажды
13:05
havingимеющий GeraldineДжеральдина on a chipчип,
297
773232
2343
у нас будет Джеральдина на чипе,
13:07
havingимеющий DanielleDanielle on a chipчип,
298
775575
1749
Даниэль на чипе,
13:09
havingимеющий you on a chipчип.
299
777324
1473
вы на чипе.
13:10
PersonalizedПерсонализированные medicineлекарственное средство. Thank you.
300
778797
2388
Персонифицированная медицина.
Спасибо.
13:13
(ApplauseАплодисменты)
301
781185
4154
(Аплодисменты)
Translated by Alina Siluyanova
Reviewed by Aliaksandr Autayeu

▲Back to top

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