Body parts on a chip
Geraldine Hamilton
[1] 00:12We have a global health challenge
Nós temos um desafio de saúde global
[2] 00:14in our hands today,
em nossas mãos hoje,
[3] 00:16and that is that the way we currently
isto é, a forma como atualmente
[4] 00:19discover and develop new drugs
descobrimos e desenvolvemos novos medicamentos
[5] 00:22is too costly, takes far too long,
é muito cara, demora muito,
[6] 00:26and it fails more often than it succeeds.
e falha mais vezes do que é bem sucedida.
[9] 00:36are not getting them,
não as conseguem,
[10] 00:38and diseases are going untreated.
e doenças passam sem serem tratadas.
[14] 00:52More money, less drugs. Hmm.
Mais dinheiro, menos drogas. Hmm.
[15] 00:55So what's going on here?
O que está acontecendo aqui?
[16] 00:57Well, there's a multitude of factors at play,
Bem, há uma variedade de fatores em jogo,
[17] 01:00but I think one of the key factors
mas acho que um dos fatores-chave
[18] 01:02is that the tools that we currently have
é que as ferramentas que temos atualmente
[20] 01:08whether it has efficacy,
se ele é eficaz,
[21] 01:10or whether it's going to be safe
ou se vai ser seguro
[23] 01:15are failing us. They're not predicting
estão sendo falhos. Não estão prevendo
[24] 01:17what's going to happen in humans.
o que vai acontecer em seres humanos.
[25] 01:21And we have two main tools available
E temos duas ferramentas principais disponíveis
[26] 01:23at our disposal.
à nossa disposição.
[27] 01:25They are cells in dishes and animal testing.
São células em placas e testes em animais.
[30] 01:36We take them and rip them out
Nós as pegamos e as tiramos
[32] 01:41and expect them to work.
e esperamos que elas trabalhem.
[33] 01:42Guess what. They don't.
Adivinhem só. Elas não trabalham.
[34] 01:45They don't like that environment
Elas não gostam desse ambiente
[35] 01:46because it's nothing like
porque não é nada parecido
[36] 01:48what they have in the body.
com o que elas têm no corpo.
[37] 01:51What about animal testing?
Que tal testes em animais?
[38] 01:53Well, animals do and can provide
Bem, animais podem fornecer
[39] 01:55extremely useful information.
informações extremamente úteis.
[40] 01:58They teach us about what happens
Eles nos ensinam sobre o que acontece
[41] 01:59in the complex organism.
no organismo complexo.
[42] 02:02We learn more about the biology itself.
Aprendemos mais sobre a própria biologia.
[43] 02:05However, more often than not,
No entanto, na maioria das vezes,
[46] 02:15So we need better tools.
Então, precisamos de ferramentas melhores.
[47] 02:17We need human cells,
Precisamos de células humanas,
[49] 02:22outside the body.
fora do corpo.
[50] 02:24Our bodies are dynamic environments.
Nossos corpos são ambientes dinâmicos.
[51] 02:26We're in constant motion.
Estamos em constante movimento.
[52] 02:28Our cells experience that.
Nossas células vivenciam isso.
[53] 02:31They're in dynamic environments in our body.
Estão em ambientes dinâmicos em nosso corpo.
[54] 02:33They're under constant mechanical forces.
Estão sob forças mecânicas constantes.
[55] 02:36So if we want to make cells happy
Então, se quisermos deixar as células felizes
[56] 02:39outside our bodies,
fora de nossos corpos,
[57] 02:40we need to become cell architects.
precisamos nos tornar arquitetos celulares.
[58] 02:42We need to design, build and engineer
Precisamos projetar e construir
[59] 02:47a home away from home for the cells.
uma casa longe de casa para as células.
[60] 02:50And at the Wyss Institute,
E no Instituto Wyss,
[61] 02:52we've done just that.
fizemos exatamente isso.
[62] 02:54We call it an organ-on-a-chip.
Nós o chamamos de órgão-no-chip.
[63] 02:57And I have one right here.
E estou com um bem aqui.
[64] 02:58It's beautiful, isn't it? But it's pretty incredible.
É lindo, não é? Mas é incrível.
[65] 03:01Right here in my hand is a breathing, living
Bem aqui na minha mão está um pulmão humano
[66] 03:06human lung on a chip.
vivo e respirando em um chip.
[67] 03:08And it's not just beautiful.
E não é somente bonito.
[68] 03:11It can do a tremendous amount of things.
Pode fazer uma grande quantidade de coisas.
[69] 03:13We have living cells in that little chip,
Temos células vivas naquele pequeno chip,
[70] 03:17cells that are in a dynamic environment
células que estão em um ambiente dinâmico,
[71] 03:19interacting with different cell types.
interagindo com diversos tipos de células.
[72] 03:22There's been many people
Houve muitas pessoas
[73] 03:24trying to grow cells in the lab.
tentando criar células em laboratório.
[74] 03:26They've tried many different approaches.
Tentaram muitas abordagens diferentes.
[76] 03:32We're not trying to do that here.
Não estamos tentando fazer isso aqui.
[77] 03:33We're simply trying to recreate
Estamos simplesmente tentando recriar
[78] 03:35in this tiny chip
neste chip minúsculo
[79] 03:37the smallest functional unit
a menor unidade funcional
[80] 03:40that represents the biochemistry,
que representa a bioquímica,
[81] 03:43the function and the mechanical strain
a função e a tensão mecânica
[82] 03:46that the cells experience in our bodies.
que as células vivenciam em nossos corpos.
[83] 03:49So how does it work? Let me show you.
Então, como é que funciona? Deixem-me lhes mostrar.
[84] 03:52We use techniques from the computer chip
Usamos técnicas da indústria de fabricação
[85] 03:55manufacturing industry
de chips de computadores
[86] 03:56to make these structures at a scale
para fazer estas estruturas numa escala
[88] 04:02We have three fluidic channels.
Temos três canais fluídicos.
[90] 04:07on which we can add human cells
sobre a qual podemos adicionar células humanas,
[91] 04:09from, say, our lungs,
digamos, dos nossos pulmões,
[92] 04:11and then underneath, they had capillary cells,
e, por baixo, elas tinham células capilares,
[93] 04:13the cells in our blood vessels.
as células em nossos vasos sanguíneos.
[95] 04:19that stretch and contract the membrane,
que esticam e contraem a membrana,
[97] 04:25that they did when we breathe.
que eles experimentavam quando respiramos.
[98] 04:28And they experience them how they did in the body.
E elas as experimentam como no corpo.
[99] 04:31There's air flowing through the top channel,
Há ar fluindo pelo canal acima,
[101] 04:37through the blood channel.
através do canal sanguíneo.
[102] 04:40Now the chip is really beautiful,
Bem, o chip é muito bonito,
[103] 04:42but what can we do with it?
mas o que podemos fazer com ele?
[104] 04:44We can get incredible functionality
Podemos obter uma funcionalidade incrível
[105] 04:47inside these little chips.
dentro desses pequenos chips.
[106] 04:49Let me show you.
Deixem-me lhes mostrar.
[107] 04:50We could, for example, mimic infection,
Poderíamos, por exemplo, imitar uma infecção,
[108] 04:53where we add bacterial cells into the lung.
adicionando células bacterianas ao pulmão,
[109] 04:56then we can add human white blood cells.
e podemos adicionar glóbulos brancos humanos.
[110] 04:59White blood cells are our body's defense
Glóbulos brancos são a defesa do nosso corpo
[111] 05:02against bacterial invaders,
contra os invasores bacterianos,
[113] 05:06they will enter from the blood into the lung
eles vão entrar no pulmão a partir do sangue
[114] 05:09and engulf the bacteria.
e engolfar as bactérias.
[115] 05:11Well now you're going to see this happening
Bem, agora vocês vão ver isso acontecer
[116] 05:13live in an actual human lung on a chip.
ao vivo em um pulmão humano real em um chip.
[118] 05:20and when they detect that infection,
e quando eles detectam a infecção,
[119] 05:22they begin to stick.
eles começam a grudar.
[121] 05:28side from blood channel.
do pulmão a partir do canal sanguíneo.
[122] 05:29And you can see here, we can actually visualize
E dá para ver aqui, podemos visualizar
[123] 05:33a single white blood cell.
um único glóbulo branco.
[124] 05:37It sticks, it wiggles its way through
Ele adere, ele vai se contorcendo pelo caminho
[125] 05:39between the cell layers, through the pore,
entre as camadas de células, através do poro,
[126] 05:41comes out on the other side of the membrane,
sai do outro lado da membrana,
[127] 05:44and right there, it's going to engulf the bacteria
e ali, vai engolfar as bactérias
[128] 05:47labeled in green.
marcadas em verde.
[129] 05:49In that tiny chip, you just witnessed
Nesse chip minúsculo, vocês acabaram de testemunhar
[130] 05:52one of the most fundamental responses
uma das respostas mais fundamentais
[131] 05:55our body has to an infection.
que nosso corpo tem a uma infecção.
[133] 06:01It's pretty exciting.
É bem emocionante.
[135] 06:06not just because it's so beautiful,
não só porque é muito bonita,
[138] 06:14It tells us that these cells
Ela nos diz que essas células
[139] 06:16from the small airways in our lungs,
das pequenas vias aéreas em nossos pulmões,
[141] 06:20that you would expect to see in the lung.
que você esperaria ver no pulmão.
[142] 06:22These structures are called cilia,
Estas estruturas são chamados cílios,
[144] 06:27Yeah. Mucus. Yuck.
É. Muco. Eca.
[145] 06:28But mucus is actually very important.
Mas o muco é muito importante, na verdade.
[146] 06:31Mucus traps particulates, viruses,
O muco prende partículas, vírus,
[147] 06:33potential allergens,
alérgenos potenciais,
[148] 06:35and these little cilia move
e esses pequenos cílios se movem
[149] 06:36and clear the mucus out.
e colocam o muco para fora.
[150] 06:39When they get damaged, say,
Quando eles se danificam, por exemplo,
[151] 06:41by cigarette smoke for example,
por fumaça de cigarro, por exemplo,
[154] 06:50Cilia and the clearance of mucus
Os cílios e a limpeza do muco
[157] 07:00we can begin to look
podemos começar a buscar
[158] 07:02for potential new treatments.
novos tratamentos potenciais.
[159] 07:05We didn't stop with the lung on a chip.
Não paramos com o pulmão no chip.
[160] 07:07We have a gut on a chip.
Temos um intestino no chip.
[161] 07:08You can see one right here.
Podem ver um aqui.
[162] 07:10And we've put intestinal human cells
E colocamos células intestinais humanas
[163] 07:14in a gut on a chip,
num intestino no chip,
[165] 07:18this trickling flow through the cells,
este fluxo através das células,
[166] 07:22and we can mimic many of the functions
e conseguimos imitar muitas das funções
[167] 07:24that you actually would expect to see
que, de fato, se esperaria ver
[168] 07:26in the human intestine.
no intestino humano.
[170] 07:32such as irritable bowel syndrome.
como a síndrome do intestino irritável.
[171] 07:34This is a disease that affects
Essa é uma doença que afeta
[172] 07:36a large number of individuals.
um grande número de indivíduos.
[173] 07:38It's really debilitating,
É realmente debilitante,
[175] 07:44Now we have a whole pipeline
Agora temos toda uma cadeia
[176] 07:46of different organ chips
de diferentes chips de órgãos
[179] 07:56really comes from the fact
vem mesmo do fato
[180] 07:58that we can fluidically link them.
de que pode ligá-los com fluidos.
[181] 08:00There's fluid flowing across these cells,
Há fluido escoando por essas células.
[182] 08:02so we can begin to interconnect
Assim, podemos começar a interligar
[183] 08:04multiple different chips together
vários chips diferentes
[185] 08:12Now we're really getting excited.
Agora estamos ficando realmente animados.
[187] 08:19but what our goal is is to be able to recreate
mas nosso objetivo é ser capaz de recriar
[188] 08:23sufficient functionality
funcionalidades suficientes
[189] 08:25so that we can make better predictions
para que possamos fazer melhores previsões
[190] 08:27of what's going to happen in humans.
do que vai acontecer em seres humanos.
[191] 08:29For example, now we can begin to explore
Por exemplo, agora podemos começar a explorar
[195] 08:42how it enters the body,
como entra no corpo,
[196] 08:43how it might affect, say, your heart.
como pode afetar, digamos, seu coração.
[197] 08:45Does it change the beating of your heart?
Será que ele afeta seu batimento cardíaco?
[198] 08:47Does it have a toxicity?
Será que é tóxico?
[199] 08:49Does it get cleared by the liver?
Será que vai ser eliminado pelo fígado?
[200] 08:51Is it metabolized in the liver?
Será que é metabolizado no fígado?
[201] 08:53Is it excreted in your kidneys?
Será que é excretado nos rins?
[202] 08:55We can begin to study the dynamic
Podemos começar a estudar a resposta
[203] 08:57response of the body to a drug.
dinâmica do corpo a um medicamento.
[204] 09:00This could really revolutionize
Isso poderia mesmo revolucionar
[205] 09:01and be a game changer
e ser um divisor de águas,
[206] 09:03for not only the pharmaceutical industry,
não só para a indústria farmacêutica,
[207] 09:06but a whole host of different industries,
mas toda uma série de diferentes indústrias,
[208] 09:08including the cosmetics industry.
incluindo a indústria de cosméticos.
[209] 09:11We can potentially use the skin on a chip
Podemos utilizar potencialmente a pele no chip
[213] 09:21without the need for animal testing.
sem a necessidade de testar em animais.
[214] 09:24We could test the safety
Poderíamos testar a segurança
[215] 09:26of chemicals that we are exposed to
de produtos químicos a que somos expostos
[216] 09:28on a daily basis in our environment,
diariamente em nosso meio,
[218] 09:34We could also use the organs on chips
Também poderíamos usar os órgãos nos chips
[219] 09:37for applications in bioterrorism
para aplicações em bioterrorismo
[220] 09:40or radiation exposure.
ou exposição a radiação.
[221] 09:43We could use them to learn more about
Poderíamos usá-los para aprender mais
[222] 09:46diseases such as ebola
sobre doenças como o ebola,
[223] 09:49or other deadly diseases such as SARS.
ou outras doenças mortais, como a SARS.
[224] 09:53Organs on chips could also change
Órgãos em chips também poderiam mudar
[226] 09:58Right now, the average participant
No momento, o participante comum
[227] 10:01in a clinical trial is that: average.
em um ensaio clínico é assim: comum.
[229] 10:07You won't find many clinical trials
Não se encontra muitos ensaios clínicos
[230] 10:10in which children are involved,
em que crianças estão envolvidas,
[233] 10:19is one that we obtained from adults.
é aquela que conseguimos a partir de adultos.
[234] 10:22Children are not adults.
Crianças não são adultos.
[236] 10:27There are other things like genetic differences
Há outras coisas como diferenças genéticas
[237] 10:29in populations
em populações,
[238] 10:30that may lead to at-risk populations
que podem levar a... populações de risco
[241] 10:40put them on chips,
colocá-las em chips
[242] 10:42and create populations on a chip.
e criar populações no chip.
[243] 10:44This could really change the way
Isso poderia mesmo mudar a forma
[244] 10:46we do clinical trials.
como fazemos ensaios clínicos.
[246] 10:51We have engineers, we have cell biologists,
Temos engenheiros, temos biólogos celulares,
[247] 10:54we have clinicians, all working together.
temos médicos, todos trabalhando juntos.
[248] 10:58We're really seeing something quite incredible
Estamos vendo algo bastante incrível
[249] 11:00at the Wyss Institute.
no Instituto Wyss.
[250] 11:02It's really a convergence of disciplines,
É uma convergência de disciplinas,
[253] 11:10It's pretty exciting.
É bem emocionante.
[255] 11:15such as the one we have with a company
como a que temos com uma empresa
[257] 11:22They're going to help us make,
Eles vão nos ajudar a fazer,
[258] 11:24instead of one of these,
em vez de um,
[259] 11:26millions of these chips,
milhões desses chips,
[260] 11:27so that we can get them into the hands
para que possamos levá-los às mãos
[261] 11:29of as many researchers as possible.
do maior número de pesquisadores possível.
[263] 11:36Now let me show you our instrument.
Agora, deixem-me lhes mostrar nosso instrumento.
[264] 11:39This is an instrument that our engineers
Este é um instrumento de que nossos engenheiros
[265] 11:41are actually prototyping right now in the lab,
estão criando um protótipo no laboratório,
[266] 11:43and this instrument is going to give us
e este instrumento vai nos dar
[270] 11:54It creates an easy user interface.
Ele cria uma interface de usuário amigável.
[271] 11:57So a cell biologist like me can come in,
Assim, um biólogo celular, como eu, pode entrar,
[272] 12:00take a chip, put it in a cartridge
pegar um chip, colocá-lo em um cartucho,
[273] 12:02like the prototype you see there,
como o protótipo que vocês veem ali,
[274] 12:04put the cartridge into the machine
colocar o cartucho na máquina,
[275] 12:06just like you would a C.D.,
assim como se faria com um CD,
[276] 12:08and away you go.
e assim se vai longe.
[277] 12:09Plug and play. Easy.
Plug-and-play. Fácil.
[278] 12:12Now, let's imagine a little bit
Agora, imaginemos um pouco
[279] 12:14what the future might look like
como poderia ser no futuro
[280] 12:15if I could take your stem cells
se eu pudesse pegar suas células-tronco
[281] 12:18and put them on a chip,
e colocá-las em um chip,
[282] 12:19or your stem cells and put them on a chip.
ou suas células-tronco e colocá-las em um chip.
[284] 12:26Now all of us in here are individuals,
Bem, todos nós aqui somos indivíduos,
[285] 12:29and those individual differences mean
e essas diferenças individuais significam
[286] 12:32that we could react very differently
que poderíamos reagir de forma muito diferente
[290] 12:46I took some Advil. Fifteen minutes later,
Eu tomei Advil. Quinze minutos depois,
[291] 12:48I was on my way to the emergency room
Eu estava a caminho da sala de emergência
[292] 12:50with a full-blown asthma attack.
com um ataque de asma total.
[293] 12:52Now, obviously it wasn't fatal,
Bem, obviamente não foi fatal,
[294] 12:53but unfortunately, some of these
mas, infelizmente, algumas dessas
[295] 12:57adverse drug reactions can be fatal.
reações adversas a medicamentos podem ser fatais.
[296] 13:00So how do we prevent them?
Então, como podemos evitá-las?
[297] 13:02Well, we could imagine one day
Bem, poderíamos imaginar um dia
[298] 13:05having Geraldine on a chip,
ter a Geraldine em um chip,
[299] 13:07having Danielle on a chip,
ter a Danielle em um chip,
[300] 13:09having you on a chip.
ter você em um chip.
[301] 13:10Personalized medicine. Thank you.
Medicina personalizada. Obrigada.
[302] 13:13(Applause)
(Aplausos)