Translating the language of cells into regenerative medicine | Biju Parekkadan | TEDxRutgers

quindi faremo un viaggio
il viaggio dura circa 15 anni
ci portera ‘ a multipli
continenti del mondo e oltre
spero di ridimensionare una terapia usando le cellule
quello che speriamo di vedere sarà il prossimo
terapia cellulare globale che davvero
viene distribuito quindi questo medicinale è
qualcosa su cui stiamo lavorando
per circa 15 anni e coinvolge le cellule
comunicazione e così alcuni dei
punti che voglio ottenere attraverso il nostro come
le cellule comunicano perché la comunicazione cellulare
è veramente importante in salute cosa
succede nella malattia a tutte le nostre cellule
e i loro modelli di comunicazione e come
proveremo a ripararlo usando una cella
terapia così con che iniziamo e lasciamo
Io inizio dalla prima rivelazione che io
aveva molto tempo fa che è quella cellule
comunicare usando i telefoni cellulari giusto
ovviamente questo non dovrebbe essere nulla di nuovo
tutti è per questo che li chiamiamo cell
telefoni no ma in tutte le celle di realtà
comunicare usando molecole naturali ok
proteine ​​zuccheri grassi anche genetici
cose materiali come RNA e DNA sono
fatto all’interno di celle sono impacchettate
e sono secrete al di fuori di quelle
cellule attraverso le loro membrane cellulari
e se hai una cella non così fantastica
piano telefonico quelle molecole possono solo agire
e diffondere localmente e stiamo parlando
su scale di lunghezza di circa dieci
a cento micron di dimensioni è il
taglia e larghezza di un capello umano
e sfortunatamente non ho un sostegno
ti mostro quella lunghezza oggi ma
spero che tu abbia capito il punto in modo che questo tipo
di segnalazione locale è davvero più vicino
segnalazione del vicino che sta avvenendo
all’interno di tessuti molto piccoli
ambienti e lo chiamiamo locale
segnalando Peregrine che è solo per
definire alcuni termini ora
se hai un piano cellulare ancora migliore
avrai l’opportunità di fare
segnalazione a distanza segnalazione a distanza
e chiamiamo questo segnale endocrino
questo è un modo in cui una cellula da uno
la posizione nel corpo può secernere
qualcosa e farlo viaggiare fino in fondo
a una parte lontana del corpo
esempi classici sono cose come
ormoni che sono spesso fatti in
la ghiandola pituitaria viaggiano tutti
attraverso il flusso sanguigno e la causa
segnali fisiologici e altri tessuti
così bello che abbiamo definito a breve termine
segnalazione lunga segnalazione a lunga distanza
ora come ingegneri che sono davvero miei
sfondo in cui sono allenato o cosa sono
addestrato in ci piace pensare di veramente
la raccolta di cellule davvero un
problema contabile come possiamo accumulare
tutti questi segnali cellulari e capire
questo come un sistema e quindi l’ aspetto di
entra in gioco la biologia dei sistemi
quindi accumuliamo tutte queste cellule
da tutti questi tessuti che secernono tutto
di queste cose che viaggiano tutto intorno
corpo umano e questo è il tipo di
problema di sistema che gli ingegneri amano
studio ingegneri biomedici ha lasciato il sito e
quindi per un uomo che ama davvero il silenzio
questo è un sistema molto rumoroso e madre
della natura progettata in questo modo in modo che
quando c’è un segnale effettivo quando
c’è qualcosa che è davvero
importante che il corpo abbia bisogno di rispondere
ad esso si rompe quel rumore
e il sistema cambia così uno di quelli
i segnali purtroppo possono essere malattia e
cosa succede nei casi veramente gravi di
malattia ferite significative siamo
parlando di colpi d’arma da fuoco di incidenti automobilistici
ferite tossicità droga cose dove a
la vita è persa e non si arriva mai a dire
addio bene l’intera comunicazione
rete si rompe e c’è un sacco di
disfunzione che si verifica a più volte
livelli di organo e così come
fisiologicamente e così la nostra missione da
un punto di vista medicinale è quello di provare a
correggi questa comunicazione disfunzionale
modello che è il nostro obiettivo come stiamo andando
farlo in tale
sistemi complicati Rete bene noi
ha deciso di combattere il fuoco con il fuoco e
stiamo usando una cella lì, quindi presentatela
questi sono i protagonisti della storia
chiamato cellule stromali del midollo osseo e
useremo l’acronimo MSC s solo per
brevità queste cellule stromali del midollo osseo
si trovano nel midollo osseo di tutti
noi esistano ce ne sono pochissimi
numeri ma in realtà stanno iniziando a
essere sviluppato come una terapia cellulare che hanno
grandi attributi in realtà che li rendono
avere il potenziale per essere un medicinale
prodotto lasciatemi fare alcuni esempi così
queste cellule puoi isolarle che puoi
puoi prenderli dal midollo osseo che puoi
in realtà li piazzano in una coltura di Petri
piatto e puoi espanderli
tremendamente a numeri enormi, quindi se io
bisogno di fare una medicina che ho bisogno di fare un
molto e così da un singolo osso
donazione di midollo puoi farne migliaia
e migliaia e migliaia di prodotti
di centinaia di milioni di cellule o
prodotto così la capacità di queste cellule
crescere li rende molto attraenti come
una terapia cellulare
a parte questo sei in grado di congelare
queste celle così puoi congelarle e
alla fine creare un inventario per
distribuire agli ospedali a livello locale così
come in tutto il mondo, quindi questi sono grandi
proprietà che abilitano queste cellule a
in realtà è una potenziale terapia cellulare ma
è l’utilità che è importante così
quando ho iniziato la ricerca di questi
le cellule venivano applicate come un
farmaci per via endovenosa da trattare
malattie infiammatorie sono stati mostrati
segni molto promettenti nel piccolo animale
studi ma poi hanno iniziato ad essere
applicata agli esseri umani in studi clinici e
la gente ha osservato un numero di fallimenti e
così ho iniziato la mia ricerca ero
eccitato da tutti i risultati promettenti
che erano là fuori, ma ero di fronte
questo paradosso come funziona
piccoli animali ma non negli esseri umani
e mi ha portato a concentrarmi sul meccanismo
di azione e quello che sono qui per ottenere
attraverso è che il meccanismo di azione
di queste cellule è davvero una forma di
comunicazione cellulare quindi ecco davvero
il paradosso con cui mi sono confrontato quando
queste cellule che possono
menzione è stata somministrata per via endovenosa
queste cellule con il pensiero
l’ipotesi prevalente era che questi
le cellule avrebbero trovato il loro organo bersaglio
che è danneggiato localmente e grafico in
quell’organo e sorta di correggere il
infiammazione e davvero il tessuto
danno che si era verificato da a
ferita significativa ma tu lo sai questo
semplicemente non aveva senso per me i numeri
davvero non ha funzionato quando queste cellule
sono stati infusi per via endovenosa al 99% di
loro stavano scomparendo
erano svaniti in fondo
essere distrutto nel sangue
circolazione e quindi pochissime cellule
in realtà è arrivato a un organo bersaglio e
a me sembrava insufficiente cambiare
davvero la fisiologia di quell’organo lascia
solo l’ intero corpo umano e così io
pensato all’ipotesi fondamentale
queste cellule devono effettivamente essere dentro
il corpo umano a tutti e abbiamo condotto
alcuni esperimenti di proof-of-concept dove
abbiamo preso queste cellule coltivate in un piatto
e ha raccolto le molecole di queste cellule
invece molecole prodotte e iniettate
in un animale sottoposto a gravi
infiammazione e ecco ed ecco noi
riprodurre gli stessi benefici terapeutici
senza che le cellule siano mai realmente
innestato a tutti e così abbiamo dimostrato questo
concetto che il meccanismo di azione di
questa cellula non era necessariamente
La comunicazione cellulare di Peregrine era
più endocrino quando queste cellule erano
vengono somministrati per via endovenosa hanno
stavano dando una breve scarica di molecole
ed è davvero queste molecole che
stavano causando i cambiamenti fisiologici
che stiamo vedendo migliorato è stato il
ipotesi terapeutica l’ipotesi
questo mi ha davvero cambiato in un modo molto diverso
direzione su come sviluppare questa cellula
terapia così quando abbiamo risolto un problema
proprio come ogni buon problema risolto
altri tre emergono quindi la domanda era
davvero su se queste cellule sono
secernendo le cose e cercando di
comunicare al corpo per davvero
correggere e riportare l’equilibrio come facciamo noi
scala qualcosa come questa è una cosa molto
diverso tipo di meccanismo non lo è
solo una piccola molecola che puoi
somministrare oralmente ce ne sono solo alcuni
vie di somministrazione per ottenere cellule
nel corpo umano
e sapevamo che per via endovenosa
amministrazione non aveva intenzione di farci
lì e così siamo rimasti siamo rimasti bloccati in
termini su come ottenere questa terapia impegnata
e interagendo con il corpo umano e
in particolare il flusso sanguigno umano a
le scale di cui avevamo bisogno e così quando
ci siamo guardati attorno in modo diverso
percorsi di amministrazione nessuno veramente incontrato
i nostri criteri e quindi abbiamo dovuto pensare
al di fuori della scatola, infatti, in realtà
finì per pensare fuori dal corpo così
questa è la tecnologia che abbiamo sviluppato
è una terapia cellulare extra corporea e
ciò che fondamentalmente abbiamo fatto è stato capovolto
il problema intorno invece di portare
cellule al flusso sanguigno che stiamo portando
sangue a queste cellule alloggiate in a
dispositivo biomedico quindi cosa significa
termini di ciò che un paziente sperimenta
abbiamo cambiato questo da un endovenoso
infusione a goccia a una dialisi come
procedura e questo fondamentalmente lo fa
tutta la differenza in termini di dosaggio così
in quanto gli ingegneri amiamo i widget questo è il mio
widget e ho intenzione di mostrarvi cosa c’è
all’interno di questo widget che è tutto
dove sta accadendo tutta la magia ma
per far avanzare davvero questa scienza
da una fase di prototipo che ha avuto luogo
nel laboratorio accademico abbiamo dovuto costruire un
società abbiamo dovuto costruire una squadra in giro
questo e quel gruppo si trovano a Lexington
Massachusetts, proprio qui ora, lavorando
davvero difficile a imparare davvero come
fabbricare questo prodotto distribuirlo
in tutto il paese e alla fine
il mondo se c’è successo alla fine
della strada così Centene è il nome di
quella compagnia ed è davvero tremenda
squadra di persone che lavorano sodo
lo stiamo davvero facendo ora
diamo un’occhiata all’interno di questo widget cosa c’è
sta succedendo bene che scorre il sangue
questo dispositivo e poi tornare al
paziente in circolo in circolatorio
modo e le cellule del sangue sono in viaggio
attraverso tutte queste migliaia di fibre
questi sono all’interno di questo dispositivo
fibre cave così sono le cellule del sangue
viaggiando attraverso di loro e li mettiamo
così dall’altra parte di queste fibre
gli MS CS sono separati dal sangue da a
membrana e abbiamo
effettivamente hanno dato queste cellule che
sussurravano per via endovenosa
percorso di amministrazione che abbiamo ora dato
loro un megafono e un piedistallo così
possono parlare al flusso sanguigno umano
in un modo davvero durevole ciò che è bello
su questo da un’ingegneria
punto di vista è ora abbiamo il pieno controllo
del numero di celle che sono
interagendo con il sangue umano
flusso sanguigno e la durata di
terapia possiamo accendere e spegnere questo
qualsiasi punto come ci piace e così davvero
rimette il controllo nei medici
mani per trovare modi per amministrare al
malattia giusta al momento giusto così come
il sangue scorre attraverso MS ESR
secernendo queste molecole ed è gentile
di come un autolavaggio di sangue se pensi
su di esso dove stiamo cercando di ripulire
e ricondizionare e riprogrammare il sangue
cellule mentre fluiscono continuamente
questo dispositivo in queste fibre cave questo
sembra una conversazione a senso unico ma in
infatti è in realtà un doppio senso
conversazione e questo è dove noi
sfruttare il vantaggio delle cellule nella loro
capacità di percepire e reagire
dinamicamente al loro ambiente così ciascuno
uno di noi quando sarà ferito reagirà tutti
in modo diverso sono tutti entra
diversa eterogeneità che si trova
in tutti gli individui in termini di come
si occupano di condizioni e così via
per gestire questa eterogeneità che siamo
facendo leva sulla madre che percepisce la natura
capacità di queste cellule hanno il
capacità di rispondere effettivamente in natura in a
scala di tempo che è rilevante nel corso di questo
trattamento per aiutare a percepire veramente il
ambiente infiammatorio di quel soggetto
e secernono le cose in modo personalizzato
ogni individuo quindi questo è ciò che è dentro
la scatola nera che abbiamo testato questo
scatola nera per un po ‘di tempo e io
voglio mostrarti alcuni dei più recenti
i risultati sono attraverso la frase
duro lavoro abbiamo imparato a prendere un piccolo
produttore di prototipi a uno grande
e testarlo in animali di grandi dimensioni e questo è
alcuni dei nostri primi dati di efficacia in cui noi
abbiamo preso animali malati che abbiamo trattato
loro continuamente per 12 ore con a
dispositivo cellulare o dispositivi acellulari
di controllo e iniziamo a salvarne alcuni
questi animali vivono
questo ci ha dato
come squadra tremenda fiducia nel muoversi
avanti in prove umane e sono davvero
entusiasta di dire che quelle prove hanno
già iniziato siamo su e giù per il
pazienti che trattano la costa orientale
durante la nostra prima fase, una B ad un umano
prova guardando sia la sicurezza di questo
prodotto e l’ efficacia in
pazienti con lesioni renali questi
i pazienti hanno già una dialisi continua
le sfide i loro risultati sono molto
povero circa il 50% di loro muore da questo
condizione e speriamo di fare
miglioramenti sui loro risultati in questo
studio precoce e certamente ci sta andando
essere molto di più da seguire e
espansione in altre aree di lesioni
dove questa terapia potrebbe beneficiare di questo è
una grande operazione sta avvenendo tutto
in tutto il paese e un sacco di
gli individui si sono uniti per davvero
vedere questa idea e siamo davvero
entusiasta di vedere i risultati il ​​prossimo anno
quando escono io stesso questi sentinelle
i ricercatori non sono gli unici che
sto giocando con le cellule e io
voluto ampliare la conversazione a
includere una classe emergente di medicina
quali sono le medicine cellulari che io
penso che vedremo molto di più nel prossimo
un decennio o due che gli Stati Uniti hanno riconosciuto
farmaci cellulari come rigeneranti
medicine e ha effettivamente accelerato il
processo per rivedere e approvare nuovo
tecnologie di medicina rigenerativa di più
recentemente nell’ultimo anno una cosa a
portare all’attenzione è questo
mese è arrivata la prima approvazione di a
terapia a cellule t che è stata progettata per
in realtà attaccare e combattere contro uno
le proprie cellule tumorali sono state guidate da Novartis
sforzo e hanno appena vinto l’ approvazione per
l’uso di queste cellule T ingegner per
il trattamento della leucemia dove sono
vedere circa il 90% di cure in un caso in cui
con se non trattata c’è circa il 10%
gente che è sopravvissuta dopo cinque anni così
a questo punto di cui ti ho parlato
quello di cui ti ho parlato riguardo al
come mai è iniziato nel primo?
posto ed è davvero l’ ultima forma di
comunicazione cellulare che volevo
attraversare e questa è una forma
auto comunicazione questo è chiamato
segnalazione autocrina questo è dove una cellula
nasconde qualcosa e in realtà avverte
si
e voglio parlarne perché
questo lavoro è iniziato oltre 10 anni fa a
momento in cui ero abbastanza strappato
quello che stavo per fare per la mia carriera
si stava allenando in medicina e in
ingegneria destinata a entrare nel mio terzo
anno di medicina e poco prima che io
mi sono trovato in India come parte di un
nave osservatrice che stavo recitando come a
osservazione di studenti di medicina del terzo anno
questo il sistema sanitario in questo
paese e durante quel periodo di tempo che
devo dare discorsi di ricerca e ad uno
posto in particolare il cristiano
università medica nel sud dell’India ha dato un
parlare e ha davvero cambiato il modo in cui
Stavo pensando al mio lavoro e così
dopo aver presentato la mia ricerca a un medico
è venuto da me e ha detto che è davvero
eccitante sai che questo prototipo sembra
davvero fantastico cosa stai facendo con esso
lo farai avanti e
Avanzalo e sai che ho detto di no
probabilmente non andrò in medicina
scuola e sai finisci il mio allenamento
e tu sai che penso che lavorerò su a
nuovo progetto ad un certo punto e così ha preso
me da parte mi ha portato al neonatale
unità di terapia intensiva di questo ospedale e
mi ha mostrato un bambino che aveva appena fatto
nato e perso la sua mamma
a causa della gravidanza dovuta al fegato
malattie qualcosa che stavo lavorando su
ed è stato un momento in cui mi ha detto
ed era una cosa difficile da sentire
ma che se avessi pensato di più
profondamente su questo e davvero cercando di
spingermi a sfidarmi a vedere
quanto lontano potrei prendere forse un giorno un bambino
come questo non sarebbe un orfano e io
ti dico che quel messaggio ha bruciato un buco
nella mia anima ed è con me qui oggi
è in ogni singolo ricercatore che
lavora a fianco di me e penso che lo sia
la motivazione e davvero l’energia
che abbiamo portato a questo lavoro
per così tanti anni così abbiamo provato
per rendere la scienza prendere vita con questi
tipi di innovazioni in questi tipi di
prodotti medici e c’è in realtà
altri modi per dare vita alla scienza e
in realtà stiamo giocando con a
nuovo che è una fantascienza
romanzo che sta andando essere venuta fuori è
andando a parlare di celle che sta per
parlare di genetica e, si spera, lo è
andando a stimolare un po ‘di eccitazione
tra la prossima generazione della nostra gioventù
essere coinvolti nella scienza e aiutare a venire
con le prossime innovazioni con
che in cumulativo tutte le mie cellule I
volevo dire solo grazie mille
e
tu