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[1] 00:12We have a global health challenge
Tradutor: Marcella Lopes Revisora: Tatiana Paraizo
[2] 00:14in our hands today,
Temos um desafio de saúde global
[3] 00:16and that is that the way we currently
em nossas mãos.
[4] 00:19discover and develop new drugs
A forma com que, atualmente,
[5] 00:22is too costly, takes far too long,
descobrimos e desenvolvemos novos medicamentos
[6] 00:26and it fails more often than it succeeds.
é muito cara, leva muito tempo
[7] 00:30It really just isn't working, and that means
e obtemos mais fracassos do que sucessos.
[9] 00:36are not getting them,
que os pacientes que precisam muito de novas terapias
[10] 00:38and diseases are going untreated.
não as conseguem receber
[11] 00:41We seem to be spending more and more money.
e algumas doenças continuam sem tratamento.
[14] 00:52More money, less drugs. Hmm.
temos menos medicamentos aprovados no mercado.
[15] 00:55So what's going on here?
Mais dinheiro, menos medicamentos. Hmm.
[16] 00:57Well, there's a multitude of factors at play,
Então, o que está a acontecer?
[17] 01:00but I think one of the key factors
Bem, há diversos fatores em jogo,
[18] 01:02is that the tools that we currently have
mas acredito que um dos principais
[19] 01:04available to test whether a drug is going to work,
seja que as ferramentas que temos
[20] 01:08whether it has efficacy,
disponíveis para testar se um medicamento irá funcionar,
[21] 01:10or whether it's going to be safe
se será eficaz,
[22] 01:12before we get it into human clinical trials,
ou se será seguro
[24] 01:17what's going to happen in humans.
Não conseguem prever
[25] 01:21And we have two main tools available
o que acontecerá nos humanos.
[26] 01:23at our disposal.
E nós temos duas ferramentas importantes
[27] 01:25They are cells in dishes and animal testing.
à nossa disposição.
[30] 01:36We take them and rip them out
Lá estão as células, a funcionar felizes nos nossos corpos.
[32] 01:41and expect them to work.
do seu "habitat" natural, metemo-las em placas de cultura,
[33] 01:42Guess what. They don't.
e esperamos que elas funcionem.
[34] 01:45They don't like that environment
Adivinhem só. Elas não funcionam.
[35] 01:46because it's nothing like
Não gostam daquele ambiente
[36] 01:48what they have in the body.
porque não tem nada a ver
[37] 01:51What about animal testing?
com o que existe no corpo.
[38] 01:53Well, animals do and can provide
E os testes com animais?
[39] 01:55extremely useful information.
Bem, os animais de facto fornecem
[40] 01:58They teach us about what happens
informações extremamente úteis.
[41] 01:59in the complex organism.
Ele ensinam-nos o que se passa
[42] 02:02We learn more about the biology itself.
nos organismos complexos.
[43] 02:05However, more often than not,
Aprendemos mais sobre a biologia propriamente dita.
[44] 02:08animal models fail to predict what will happen in humans
Entretanto, na maioria das vezes,
[46] 02:15So we need better tools.
quando são tratados com uma droga específica.
[47] 02:17We need human cells,
Portanto, precisamos de melhores ferramentas.
[48] 02:19but we need to find a way to keep them happy
Precisamos de células humanas,
[49] 02:22outside the body.
mas precisamos de encontrar uma forma de mantê-las felizes
[50] 02:24Our bodies are dynamic environments.
fora do corpo.
[51] 02:26We're in constant motion.
Os nossos corpos são ambientes dinâmicos.
[52] 02:28Our cells experience that.
Estamos em constante movimento.
[53] 02:31They're in dynamic environments in our body.
As nossas células sentem isso.
[55] 02:36So if we want to make cells happy
Estão sob forças mecânicas constantes.
[56] 02:39outside our bodies,
Então, para fazer as células felizes
[57] 02:40we need to become cell architects.
fora dos nossos corpos,
[58] 02:42We need to design, build and engineer
precisamos de nos tornar arquitetos celulares.
[59] 02:47a home away from home for the cells.
Precisamos de desenhar, planear e construir
[60] 02:50And at the Wyss Institute,
um lar longe de casa para as células.
[61] 02:52we've done just that.
E no Wyss Institute
[62] 02:54We call it an organ-on-a-chip.
fizemos exatamente isso.
[63] 02:57And I have one right here.
Nós chamamo-lo de órgão em "chip".
[64] 02:58It's beautiful, isn't it? But it's pretty incredible.
E eu tenho um aqui.
[65] 03:01Right here in my hand is a breathing, living
É lindo, não é? Mas é inacreditável.
[66] 03:06human lung on a chip.
Bem, aqui na minha mão há um pulmão humano
[67] 03:08And it's not just beautiful.
a respirar, vivo num "chip".
[68] 03:11It can do a tremendous amount of things.
E não é só bonito.
[70] 03:17cells that are in a dynamic environment
Temos células vivas naquele pequeno "chip",
[71] 03:19interacting with different cell types.
células que estão num ambiente dinâmico
[72] 03:22There's been many people
a interagir com diferentes tipos celulares.
[73] 03:24trying to grow cells in the lab.
Muitas pessoas já tentaram
[74] 03:26They've tried many different approaches.
cultivar células em laboratório.
[77] 03:33We're simply trying to recreate
Não é o que estamos a tentar fazer aqui.
[78] 03:35in this tiny chip
Estamos simplesmente a tentar recriar
[79] 03:37the smallest functional unit
neste "chip" minúsculo
[80] 03:40that represents the biochemistry,
a menor unidade funcional
[81] 03:43the function and the mechanical strain
que represente a bioquímica,
[82] 03:46that the cells experience in our bodies.
a função e tensão mecânica
[83] 03:49So how does it work? Let me show you.
que as células vivenciam nos nossos corpos.
[84] 03:52We use techniques from the computer chip
Mas, como funciona? Vou mostrar-vos.
[85] 03:55manufacturing industry
Usamos as técnicas da indústria que fabrica
[86] 03:56to make these structures at a scale
"chips" de computador
[87] 03:59relevant to both the cells and their environment.
para fazer estas estruturas numa escala
[88] 04:02We have three fluidic channels.
relevante tanto em relação às células como ao seu ambiente.
[89] 04:04In the center, we have a porous, flexible membrane
Temos três canais fluídicos.
[90] 04:07on which we can add human cells
No centro, temos uma membrana porosa, flexível
[91] 04:09from, say, our lungs,
na qual podemos adicionar células humanas,
[92] 04:11and then underneath, they had capillary cells,
por exemplo, dos pulmões,
[93] 04:13the cells in our blood vessels.
e mais abaixo teriam as células capilares,
[94] 04:15And we can then apply mechanical forces to the chip
as células nos nossos vasos sanguíneos.
[96] 04:22so the cells experience the same mechanical forces
que esticam e encolhem a membrana,
[97] 04:25that they did when we breathe.
para que as células recebam as mesmas forças mecânicas
[98] 04:28And they experience them how they did in the body.
que receberiam quando respiramos.
[100] 04:34and then we flow a liquid that contains nutrients
Existe ar a passar pelo canal superior,
[101] 04:37through the blood channel.
e acrescentamos um líquido que contém nutrientes
[102] 04:40Now the chip is really beautiful,
através do canal do sangue.
[103] 04:42but what can we do with it?
O "chip" é bem bonito,
[104] 04:44We can get incredible functionality
mas o que podemos fazer com ele?
[105] 04:47inside these little chips.
Podemos ter funcionalidades incríveis
[106] 04:49Let me show you.
dentro destes pequenos "chips".
[107] 04:50We could, for example, mimic infection,
Mostrar-vos-ei.
[108] 04:53where we add bacterial cells into the lung.
Poderíamos, por exemplo, imitar uma infeção,
[109] 04:56then we can add human white blood cells.
introduzindo células bacterianas nos pulmões.
[110] 04:59White blood cells are our body's defense
Então, podemos adicionar glóbulos brancos.
[111] 05:02against bacterial invaders,
Os glóbulos brancos são as células de defesa do nosso corpo
[112] 05:03and when they sense this inflammation due to infection,
contra as bactérias invasoras,
[114] 05:09and engulf the bacteria.
elas vão passar do sangue para o pulmão
[115] 05:11Well now you're going to see this happening
para esmagar a bactéria.
[116] 05:13live in an actual human lung on a chip.
Bem, agora vocês vão ver acontecer
[119] 05:22they begin to stick.
Quando eles detetam a infeção,
[120] 05:24They stick, and then they try to go into the lung
começam a aderir.
[121] 05:28side from blood channel.
Eles aderem e tentam passar da artéria
[122] 05:29And you can see here, we can actually visualize
para o pulmão,
[123] 05:33a single white blood cell.
É possível ver aqui, podemos realmente visualizar
[124] 05:37It sticks, it wiggles its way through
um único glóbulo branco.
[125] 05:39between the cell layers, through the pore,
Ele adere, abre caminho por entre
[126] 05:41comes out on the other side of the membrane,
as camadas celulares, através do poro,
[127] 05:44and right there, it's going to engulf the bacteria
surge do outro lado da membrana,
[128] 05:47labeled in green.
e aí, irá envolver a bactéria
[129] 05:49In that tiny chip, you just witnessed
marcada a verde.
[131] 05:55our body has to an infection.
uma das respostas mais fundamentais
[132] 05:57It's the way we respond to -- an immune response.
do nosso corpo contra uma infeção.
[133] 06:01It's pretty exciting.
É assim que respondemos - uma resposta imune.
[134] 06:03Now I want to share this picture with you,
É muito empolgante.
[135] 06:06not just because it's so beautiful,
Agora quero partilhar esta imagem convosco,
[136] 06:08but because it tells us an enormous amount of information
não só por ser tão bonita,
[138] 06:14It tells us that these cells
sobre o que as células fazem dentro dos "chips".
[139] 06:16from the small airways in our lungs,
Isto mostra-nos que estas células
[140] 06:19actually have these hairlike structures
das pequenas vias aéreas nos nossos pulmões,
[142] 06:22These structures are called cilia,
que se espera ver nos pulmões.
[143] 06:24and they actually move the mucus out of the lung.
Estas estruturas são chamadas cílios,
[144] 06:27Yeah. Mucus. Yuck.
e movem o muco para fora do pulmão.
[145] 06:28But mucus is actually very important.
Sim. Muco. Que nojo!
[146] 06:31Mucus traps particulates, viruses,
Mas o muco é realmente muito importante.
[147] 06:33potential allergens,
O muco captura partículas, vírus,
[148] 06:35and these little cilia move
alergéneos em potencial,
[149] 06:36and clear the mucus out.
e estes cílios movimentam-se
[150] 06:39When they get damaged, say,
e limpam o muco para fora.
[151] 06:41by cigarette smoke for example,
Quando são danificados, digamos,
[154] 06:50Cilia and the clearance of mucus
Isso pode causar doenças como a bronquite.
[155] 06:52are also involved in awful diseases like cystic fibrosis.
Os cílios e a limpeza do muco
[157] 07:00we can begin to look
Mas agora, com a funcionalidade que temos nestes "chips",
[158] 07:02for potential new treatments.
podemos começar a procurar
[159] 07:05We didn't stop with the lung on a chip.
possíveis novos tratamentos.
[160] 07:07We have a gut on a chip.
Não parámos no pulmão em "chip".
[161] 07:08You can see one right here.
Temos um intestino em "chip".
[162] 07:10And we've put intestinal human cells
Vocês podem vê-lo aqui.
[163] 07:14in a gut on a chip,
E colocámos células de intestino humano
[164] 07:16and they're under constant peristaltic motion,
num intestino em "chip",
[165] 07:18this trickling flow through the cells,
que estão sob constantes movimentos peristálticos,
[166] 07:22and we can mimic many of the functions
este fluxo intermitente através das células,
[167] 07:24that you actually would expect to see
e podemos simular muitas outras funções
[168] 07:26in the human intestine.
que realmente existem
[169] 07:28Now we can begin to create models of diseases
no intestino humano.
[170] 07:32such as irritable bowel syndrome.
Agora podemos começar a criar modelos de doenças
[171] 07:34This is a disease that affects
como a síndrome do intestino irritável.
[172] 07:36a large number of individuals.
Esta doença afeta
[173] 07:38It's really debilitating,
um grande número de pessoas.
[174] 07:40and there aren't really many good treatments for it.
É muito incapacitante,
[175] 07:44Now we have a whole pipeline
e não existem muitos tratamentos bons para isso.
[176] 07:46of different organ chips
Agora, temos toda uma tubulação
[177] 07:49that we are currently working on in our labs.
de diferentes "chips" de órgãos
[179] 07:56really comes from the fact
O verdadeiro poder desta tecnologia, no entanto,
[180] 07:58that we can fluidically link them.
vem do facto de podermos
[181] 08:00There's fluid flowing across these cells,
ligá-los fluidicamente.
[182] 08:02so we can begin to interconnect
Existe fluido a passar por entre as células,
[183] 08:04multiple different chips together
de modo que podemos interligar
[184] 08:07to form what we call a virtual human on a chip.
múltiplos "chips" diferentes juntos
[185] 08:12Now we're really getting excited.
para formar o que chamamos de "humano em 'chip' ".
[188] 08:23sufficient functionality
mas o nosso objetivo é sermos capazes de recriar
[189] 08:25so that we can make better predictions
funcionalidades suficientes
[190] 08:27of what's going to happen in humans.
para que possamos fazer melhores previsões
[191] 08:29For example, now we can begin to explore
do que irá acontecer nos humanos.
[195] 08:42how it enters the body,
podemos explorar como o medicamento entra nos seus pulmões,
[196] 08:43how it might affect, say, your heart.
como entra no seu corpo,
[197] 08:45Does it change the beating of your heart?
como poderá afetar, digamos, o seu coração.
[198] 08:47Does it have a toxicity?
Será que altera os seus batimentos cardíacos?
[199] 08:49Does it get cleared by the liver?
Será que é tóxico?
[200] 08:51Is it metabolized in the liver?
Será que é eliminado pelo fígado?
[201] 08:53Is it excreted in your kidneys?
É metabolizado no fígado?
[202] 08:55We can begin to study the dynamic
Será excretado pelos rins?
[203] 08:57response of the body to a drug.
Podemos estudar a resposta dinâmica
[204] 09:00This could really revolutionize
do corpo a um medicamento.
[205] 09:01and be a game changer
Isto poderá mesmo revolucionar
[206] 09:03for not only the pharmaceutical industry,
e virar o jogo
[207] 09:06but a whole host of different industries,
não só para a indústria farmacêutica,
[208] 09:08including the cosmetics industry.
mas para toda uma gama de diferentes indústrias,
[209] 09:11We can potentially use the skin on a chip
incluindo a indústria cosmética.
[210] 09:14that we're currently developing in the lab
Poderemos usar a pele em "chip"
[214] 09:24We could test the safety
sem a necessidade de testes em animais.
[215] 09:26of chemicals that we are exposed to
Poderíamos testar a segurança
[216] 09:28on a daily basis in our environment,
dos produtos químicos aos quais estamos expostos
[217] 09:30such as chemicals in regular household cleaners.
diariamente no ambiente,
[218] 09:34We could also use the organs on chips
tais como os presentes em produtos de limpeza.
[219] 09:37for applications in bioterrorism
Poderíamos usar os "chips" de órgãos
[220] 09:40or radiation exposure.
para aplicações no bioterrorismo
[221] 09:43We could use them to learn more about
ou exposição à radiação.
[222] 09:46diseases such as ebola
Poderíamos usá-los para saber mais sobre
[223] 09:49or other deadly diseases such as SARS.
doenças como o ébola
[225] 09:55the way we do clinical trials in the future.
Os "chips" de órgãos também poderiam mudar
[226] 09:58Right now, the average participant
o modo como faremos testes clínicos no futuro.
[227] 10:01in a clinical trial is that: average.
Atualmente, o participante médio
[228] 10:04Tends to be middle aged, tends to be female.
num estudo clínico é assim: médio.
[229] 10:07You won't find many clinical trials
Tende a ser de meia idade, tende a ser mulher.
[230] 10:10in which children are involved,
Não se encontram muitos estudos clínicos
[231] 10:11yet every day, we give children medications,
a envolver crianças,
[234] 10:22Children are not adults.
é obtida a partir de adultos.
[235] 10:23They may not respond in the same way adults do.
As crianças não são adultos.
[237] 10:29in populations
Há outros fatores como as diferenças genéticas
[238] 10:30that may lead to at-risk populations
nas populações
[239] 10:34that are at risk of having an adverse drug reaction.
que podem levar a populações de risco
[242] 10:42and create populations on a chip.
colocamo-las em "chips"
[243] 10:44This could really change the way
e criamos populações em "chip".
[244] 10:46we do clinical trials.
Isso realmente poderia mudar o modo
[245] 10:48And this is the team and the people that are doing this.
de fazer estudos clínicos.
[247] 10:54we have clinicians, all working together.
Temos engenheiros, biólogos celulares,
[248] 10:58We're really seeing something quite incredible
temos médicos, todos a trabalhar juntos.
[249] 11:00at the Wyss Institute.
Estamos a presenciar algo realmente incrível
[250] 11:02It's really a convergence of disciplines,
no Wyss Institute.
[252] 11:07the way we engineer, the way we build.
onde a biologia influencia o modo como desenhamos,
[253] 11:10It's pretty exciting.
planeamos e construímos.
[254] 11:12We're establishing important industry collaborations
É muito empolgante.
[255] 11:15such as the one we have with a company
Estabelecemos importantes parcerias industriais
[256] 11:18that has expertise in large-scale digital manufacturing.
como a que temos com uma empresa
[257] 11:22They're going to help us make,
especialista em manufatura digital em larga escala.
[258] 11:24instead of one of these,
Eles ajudar-nos-ão a fazer
[259] 11:26millions of these chips,
em vez de apenas um,
[260] 11:27so that we can get them into the hands
milhões destes "chips",
[261] 11:29of as many researchers as possible.
para que os possamos ter nas mãos
[264] 11:39This is an instrument that our engineers
Agora, deixem-me mostrar-vos o nosso instrumento.
[267] 11:45the engineering controls that we're going to require
e ele fornecer-nos-á
[268] 11:48in order to link 10 or more organ chips together.
os controlos necessários de modo a
[269] 11:52It does something else that's very important.
unirmos 10 ou mais "chips" de órgãos.
[270] 11:54It creates an easy user interface.
Também faz algo de muita importância.
[271] 11:57So a cell biologist like me can come in,
Cria uma "interface" de fácil utilização.
[272] 12:00take a chip, put it in a cartridge
Assim, um biólogo celular como eu pode entrar,
[273] 12:02like the prototype you see there,
pegar num "chip", colocá-lo num cartucho
[274] 12:04put the cartridge into the machine
como o protótipo visto aqui,
[275] 12:06just like you would a C.D.,
colocar o cartucho na máquina
[276] 12:08and away you go.
tal como se faz com um CD,
[277] 12:09Plug and play. Easy.
e pronto.
[278] 12:12Now, let's imagine a little bit
Ligar à corrente e pôr a máquina a funcionar. Fácil.
[279] 12:14what the future might look like
Agora, imaginem um pouco
[280] 12:15if I could take your stem cells
como seria no futuro
[281] 12:18and put them on a chip,
se eu pudesse pegar nas suas células estaminais
[282] 12:19or your stem cells and put them on a chip.
e as colocasse num "chip",
[284] 12:26Now all of us in here are individuals,
Seria um "chip" personalizado à sua medida.
[285] 12:29and those individual differences mean
Todos nós aqui somos indivíduos,
[286] 12:32that we could react very differently
e as diferenças individuais significam
[287] 12:34and sometimes in unpredictable ways to drugs.
que podemos reagir de modos diferentes
[291] 12:48I was on my way to the emergency room
Tomei Advil. Quinze minutos depois,
[292] 12:50with a full-blown asthma attack.
eu estava a caminho das emergências
[293] 12:52Now, obviously it wasn't fatal,
com uma completa crise de asma.
[294] 12:53but unfortunately, some of these
Obviamente, não foi fatal,
[295] 12:57adverse drug reactions can be fatal.
mas, infelizmente, alguns destes efeitos adversos
[296] 13:00So how do we prevent them?
dos medicamentos podem ter reações fatais.
[297] 13:02Well, we could imagine one day
Então, como os prevenimos?
[298] 13:05having Geraldine on a chip,
Bem, poderíamos imaginar um dia
[299] 13:07having Danielle on a chip,
ter a Geraldine num "chip",
[300] 13:09having you on a chip.
ter a Danielle num "chip",
[301] 13:10Personalized medicine. Thank you.
tê-lo a si num "chip".
[302] 13:13(Applause)
Medicina personalizada. Obrigada!