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Pushing boundaries with human organs-on-a-chip | Janick Stucki | TEDxBern


[Musica]
siamo tutti unici, siamo individui ma
sai davvero cosa definisce un?
individuale qual è la definizione se noi
google ci finiamo di solito su Wikipedia
e qui è definito ed è visivo
definito come una tabula rasa modellata da
esperienza ed educazione quindi per riassumere
in realtà siamo definiti dai nostri
l’ambiente che il nostro ambiente ci definisce
come individuo ora è lontano il tuo
domanda cosa facciamo se abbiamo dolore
sentirsi male o soffrire di specifici
Malattia hai ragione prendiamo un farmaco per
liberaci dal dolore per curare il
malattia e sentirsi molto meglio ma noi
in realtà so che attualmente il
l’industria farmaceutica sta affrontando un enorme
crisi in questa figura si vede il numero
di farmaci che potrebbero essere portati al
mercato quando spendono 1 miliardo di dollari USA
o un enorme e telescopio
nel 2010 nemmeno un singolo farmaco potrebbe essere
portato sul mercato con 1 miliardo di Stati Uniti
dollari quindi è un grosso problema in più
ci vogliono circa 10-15 anni dal
screening iniziale per il farmaco finale e
al giorno d’oggi costa 2 miliardi di dollari
è un sacco di soldi e se vuoi
spendi questi soldi per le auto che potremmo comprare
per esempio 11933 Tesla Model X con il
migliore configurazione se vuoi che lo facciano
parte di queste macchine avresti bisogno di 19 calcio
campi come nel negozio svizzero così è
un sacco di macchine e in realtà un sacco di
denaro che serve per passare in modo che sia chiaro che
abbiamo bisogno di una nuova tecnologia di cui abbiamo bisogno a
tecnologia che riduce il giorno il
il tempo di sviluppo aumenta
efficienza e diminuisce anche il costo
il processo di sviluppo della droga può essere
diviso in tre parti prima abbiamo il
clinico alle fasi precliniche allora
abbiamo le fasi cliniche e abbiamo
l’approvazione e il marketing nel
le prove e il marketing ci sono principalmente
burocrazia quindi non possiamo davvero dare il calcio d’inizio
con una nuova tecnologia in ambito clinico
fase il farmaco viene testato sugli esseri umani così
è anche piuttosto difficile scambiare il
gli umani con un’altra tecnologia ma che cosa
possiamo fare è in realtà possiamo cambiare il
modelli che sono usati in preclinico
fase in cui i modelli sono effettivamente utilizzati
modella il corpo umano e questo è esattamente
dove la nuova tecnologia dà il via a questo
la tecnologia è chiamata organi su un chip
fare un passo indietro, quindi che tipo di
i modelli sono oggi usati che dobbiamo pagare
tre piatti le piastre di Petri sono come
in realtà contenitori di plastica all’interno di questi
contenitori di plastica sono le cellule umane
mettere in una grande zuppa di cultura cellulare
media e poi il farmaco è testato come te
posso immaginare questo contenitore no
davvero modella il corpo umano
è fisiologia l’altra cosa lo farebbe
possono usare i nostri animali che possono
eseguire esperimenti sugli animali ci sono
necessario al giorno d’oggi, ma il grosso problema qui
è che se il farmaco sta lavorando in un?
animale sta solo lavorando in un essere umano
una probabilità di circa il 50% quindi in realtà
potresti lanciare una moneta per vedere se il
la droga funzionerà nell’uomo o no
ora qual è la differenza dagli organi
su un chip agli altri modelli il
la differenza è che trattiamo l’umano
cellule come individuo e come apprendiamo
per un individuo è importante avere
l’ ambiente giusto così dentro questi
i dispositivi rimuovono l’ambiente e
in realtà la geometria l’architettura
le forze fluiscono tutto ciò che è
importante per l’organo specifico e noi
non modellare l’organo completo che guardiamo
la più piccola unità funzionale, quindi andiamo
dal livello degli organi al livello micro
e prova a modellare il più piccolo funzionale
unità all’interno di questi dispositivi se guardiamo
i polmoni umani è un bellissimo esempio
di un organo molto dinamico che tutti respiriamo
ogni giorno e il movimento respiratorio è
controllato dal diaframma ora questo
il muscolo si sta contraendo e rilassando
portando ad una espansione dell’umano
polmone
questa espansione e rilassamento è
trasferito dal livello degli organi al
alveoli polmonari e più in basso nell’aria
barriera emato così in questo organo
la più piccola unità funzionale è il sangue dell’aria
barriera qui vedi una sezione di a
la barriera del sangue dell’aria umana si vede il
frecce che mostrano sul sangue e
tutto ciò che è intorno è aria così
la barriera del flusso d’aria è questa piccola barriera
tra l’ aria e il sangue e il nostro
squadra sviluppata ora polmoni su un chip
e questo è come noi
integrato 12 polmoni indipendenti su a
singolo chip
quindi perché si chiama chip perché in realtà
per una parte abbiamo bisogno della tecnologia
tecnologia di fabbricazione utilizzata in
l’industria dei computer è per questo che è
chiamato su chip anche se non c’è niente
andando avanti con l’elettronica al centro
bene abbiamo integrato un elastico ultrasottile
membrana che abbiamo sviluppato per il confronto può
immagina che tipo di malattia dell’immagine
in realtà è una micrografia di un umano
capelli così vedi queste membrane circa 20
tempi più sottili dei capelli umani e
quello che possiamo fare allora possiamo prendere umani
cellule dal paziente e indossarlo
questa membrana qui vedi in verde il
cellule che stanno effettivamente affrontando il
airside e in globuli rossi che sono
di fronte al lato del sangue e in mezzo a te
abbiamo questa membrana ultra sottile così possiamo
ricreare la barriera ematica dell’aria perché
è importante anche modellizzare il
costringe noi non solo a sviluppare grumi su a
chip ma in realtà respirando i polmoni su a
chip così da parte l’ultra sottile
membrana dove possiamo coltivare l’umano
zona delle cellule polmonari che viene mostrato qui noi
integrato la seconda membrana nel nostro
chip che è mostrato in blu e se noi
tira questa membrana verso il basso
anche la membrana viene tirata giù e allora
possiamo fare è modellare la respirazione
movimento come è in vivo qui vedi
respirare le cellule dei pazienti
quando sviluppi nuove tecnologie è
sempre importante che tu lo faccia come
il più semplice possibile, quindi è facile da usare
questo è esattamente ciò che abbiamo sviluppato
la nuova tecnologia per esistere
laboratori biologici nei laboratori biologici
le persone sono abituate a sopportare la performance
e per pipettare così le persone che sono
in realtà erano abituati a lavorare nei loro laboratori
può anche funzionare con la nostra nuova tecnologia
perché ha lo stesso formato che sono
usato per questo formato e anche solo
è necessario condurlo tutto il resto è fatto
da macchine che sono gestite da
registro biologi ma che sono molto facili
per gestire in modo che possiamo modellare umano sano
polmoni ma possiamo anche fare un passo avanti
che è nel futuro in noi
piano per prendere anche malattie specifiche e
prova a modellarli all’interno di questi più a lungo
all’interno del polmone su chip o all’interno di qualsiasi
l’ologia organica ci consente di farlo realmente
sviluppare malattie su un chip questi
le malattie possono quindi essere effettivamente utilizzate
trovare nuovi farmaci specifici per quella malattia
per aiutare a trovare nuovi obiettivi che saranno
possibile trovare senza questa tecnologia
fare un altro passo nel futuro noi
può guardare ognuno di voi ciascuno di
tu o più precisi i tuoi organi sono
specifici dei tuoi organi sono diversi da
l’un l’altro i tuoi organi è il tuo sistema
unico come un’impronta digitale che cosa possiamo fare
con questa tecnologia è prendere le cellule
da te e mettilo sui nostri organi su a
chip e creare modelli che si adattano meglio
tu
allora possiamo prendere lo schermo di altri farmaci
per vedere quale camion funziona meglio
tu e questo è chiamato personalizzato
la medicina su un chip ora è un grande passo
verso il futuro devo menzionare questo
perché ancora una lunga strada da percorrere, ma il
l’obiettivo generale di questa tecnologia non lo è
per modellare un organo di segnale ma per modellare
più organi per modellare questi organi
dentro i chip se possiamo creare un tale
sistema possiamo effettivamente avere specifici
umani in cui possiamo testare i farmaci
prima ancora di andare alle cliniche così
questo significa che possiamo effettivamente avere
umani preclinici così maturi questo permette
per testare il farmaco in un ambiente sicuro
per trovare, ma per scoprire se c’è
qualsiasi effetto negativo su un organo specifico
perché a volte prendiamo un farmaco e
sta andando nell’intestino ma forse
c’è un effetto negativo sulla pelle
il tuo cuore sul tuo polmone e questo possiamo
modello all’interno di una tale visione preclinica
un’altra cosa che possiamo fare è questo
il sistema in futuro è in realtà
controlla se un farmaco specifico ne ha
effetti avversi su un gruppo di persone che
sono di solito esclusi dalla clinica
prove queste persone sono molto importanti
a tutti noi
e vogliamo sapere se il farmaco è
lavorare o avere effetti negativi su
loro che è possibile con questo
tecnologia quindi credo con organi su a
chip possiamo cambiare come saranno le droghe
sviluppato grazie
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