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00:12We have a global health challenge
Nós temos um desafio de saúde global
00:14in our hands today,
em nossas mãos hoje,
00:16and that is that the way we currently
isto é, a forma como atualmente
00:19discover and develop new drugs
descobrimos e desenvolvemos novos medicamentos
00:22is too costly, takes far too long,
é muito cara, demora muito,
00:26and it fails more often than it succeeds.
e falha mais vezes do que é bem sucedida.
00:30It really just isn't working, and that means
Não está realmente funcionando, e isso significa
00:36are not getting them,
não as conseguem,
00:38and diseases are going untreated.
e doenças passam sem serem tratadas.
00:41We seem to be spending more and more money.
Parece que estamos gastando cada vez mais dinheiro.
00:52More money, less drugs. Hmm.
Mais dinheiro, menos drogas. Hmm.
00:55So what's going on here?
O que está acontecendo aqui?
00:57Well, there's a multitude of factors at play,
Bem, há uma variedade de fatores em jogo,
01:00but I think one of the key factors
mas acho que um dos fatores-chave
01:02is that the tools that we currently have
é que as ferramentas que temos atualmente
01:08whether it has efficacy,
se ele é eficaz,
01:10or whether it's going to be safe
ou se vai ser seguro
01:12before we get it into human clinical trials,
antes de colocá-lo em testes clínicos em humanos,
01:15are failing us. They're not predicting
estão sendo falhos. Não estão prevendo
01:17what's going to happen in humans.
o que vai acontecer em seres humanos.
01:21And we have two main tools available
E temos duas ferramentas principais disponíveis
01:23at our disposal.
à nossa disposição.
01:25They are cells in dishes and animal testing.
São células em placas e testes em animais.
01:36We take them and rip them out
Nós as pegamos e as tiramos
01:41and expect them to work.
e esperamos que elas trabalhem.
01:42Guess what. They don't.
Adivinhem só. Elas não trabalham.
01:45They don't like that environment
Elas não gostam desse ambiente
01:46because it's nothing like
porque não é nada parecido
01:48what they have in the body.
com o que elas têm no corpo.
01:51What about animal testing?
Que tal testes em animais?
01:53Well, animals do and can provide
Bem, animais podem fornecer
01:55extremely useful information.
informações extremamente úteis.
01:58They teach us about what happens
Eles nos ensinam sobre o que acontece
01:59in the complex organism.
no organismo complexo.
02:02We learn more about the biology itself.
Aprendemos mais sobre a própria biologia.
02:05However, more often than not,
No entanto, na maioria das vezes,
02:12when they're treated with a particular drug.
quando uma droga específica lhes for administrada.
02:15So we need better tools.
Então, precisamos de ferramentas melhores.
02:17We need human cells,
Precisamos de células humanas,
02:19but we need to find a way to keep them happy
mas precisamos de uma maneira de mantê-las felizes
02:22outside the body.
fora do corpo.
02:24Our bodies are dynamic environments.
Nossos corpos são ambientes dinâmicos.
02:26We're in constant motion.
Estamos em constante movimento.
02:28Our cells experience that.
Nossas células vivenciam isso.
02:31They're in dynamic environments in our body.
Estão em ambientes dinâmicos em nosso corpo.
02:33They're under constant mechanical forces.
Estão sob forças mecânicas constantes.
02:36So if we want to make cells happy
Então, se quisermos deixar as células felizes
02:39outside our bodies,
fora de nossos corpos,
02:40we need to become cell architects.
precisamos nos tornar arquitetos celulares.
02:42We need to design, build and engineer
Precisamos projetar e construir
02:47a home away from home for the cells.
uma casa longe de casa para as células.
02:50And at the Wyss Institute,
E no Instituto Wyss,
02:52we've done just that.
fizemos exatamente isso.
02:54We call it an organ-on-a-chip.
Nós o chamamos de órgão-no-chip.
02:57And I have one right here.
E estou com um bem aqui.
02:58It's beautiful, isn't it? But it's pretty incredible.
É lindo, não é? Mas é incrível.
03:01Right here in my hand is a breathing, living
Bem aqui na minha mão está um pulmão humano
03:06human lung on a chip.
vivo e respirando em um chip.
03:08And it's not just beautiful.
E não é somente bonito.
03:11It can do a tremendous amount of things.
Pode fazer uma grande quantidade de coisas.
03:13We have living cells in that little chip,
Temos células vivas naquele pequeno chip,
03:17cells that are in a dynamic environment
células que estão em um ambiente dinâmico,
03:19interacting with different cell types.
interagindo com diversos tipos de células.
03:22There's been many people
Houve muitas pessoas
03:24trying to grow cells in the lab.
tentando criar células em laboratório.
03:26They've tried many different approaches.
Tentaram muitas abordagens diferentes.
03:32We're not trying to do that here.
Não estamos tentando fazer isso aqui.
03:33We're simply trying to recreate
Estamos simplesmente tentando recriar
03:35in this tiny chip
neste chip minúsculo
03:37the smallest functional unit
a menor unidade funcional
03:40that represents the biochemistry,
que representa a bioquímica,
03:43the function and the mechanical strain
a função e a tensão mecânica
03:46that the cells experience in our bodies.
que as células vivenciam em nossos corpos.
03:49So how does it work? Let me show you.
Então, como é que funciona? Deixem-me lhes mostrar.
03:52We use techniques from the computer chip
Usamos técnicas da indústria de fabricação
03:55manufacturing industry
de chips de computadores
03:56to make these structures at a scale
para fazer estas estruturas numa escala
04:02We have three fluidic channels.
Temos três canais fluídicos.
04:07on which we can add human cells
sobre a qual podemos adicionar células humanas,
04:09from, say, our lungs,
digamos, dos nossos pulmões,
04:11and then underneath, they had capillary cells,
e, por baixo, elas tinham células capilares,
04:13the cells in our blood vessels.
as células em nossos vasos sanguíneos.
04:19that stretch and contract the membrane,
que esticam e contraem a membrana,
04:25that they did when we breathe.
que eles experimentavam quando respiramos.
04:28And they experience them how they did in the body.
E elas as experimentam como no corpo.
04:31There's air flowing through the top channel,
Há ar fluindo pelo canal acima,
04:34and then we flow a liquid that contains nutrients
e escoamos um líquido que contém nutrientes
04:37through the blood channel.
através do canal sanguíneo.
04:40Now the chip is really beautiful,
Bem, o chip é muito bonito,
04:42but what can we do with it?
mas o que podemos fazer com ele?
04:44We can get incredible functionality
Podemos obter uma funcionalidade incrível
04:47inside these little chips.
dentro desses pequenos chips.
04:49Let me show you.
Deixem-me lhes mostrar.
04:50We could, for example, mimic infection,
Poderíamos, por exemplo, imitar uma infecção,
04:53where we add bacterial cells into the lung.
adicionando células bacterianas ao pulmão,
04:56then we can add human white blood cells.
e podemos adicionar glóbulos brancos humanos.
04:59White blood cells are our body's defense
Glóbulos brancos são a defesa do nosso corpo
05:02against bacterial invaders,
contra os invasores bacterianos,
05:06they will enter from the blood into the lung
eles vão entrar no pulmão a partir do sangue
05:09and engulf the bacteria.
e engolfar as bactérias.
05:11Well now you're going to see this happening
Bem, agora vocês vão ver isso acontecer
05:13live in an actual human lung on a chip.
ao vivo em um pulmão humano real em um chip.
05:20and when they detect that infection,
e quando eles detectam a infecção,
05:22they begin to stick.
eles começam a grudar.
05:24They stick, and then they try to go into the lung
Eles se aglutinam, e tentam entrar no lado
05:28side from blood channel.
do pulmão a partir do canal sanguíneo.
05:29And you can see here, we can actually visualize
E dá para ver aqui, podemos visualizar
05:33a single white blood cell.
um único glóbulo branco.
05:37It sticks, it wiggles its way through
Ele adere, ele vai se contorcendo pelo caminho
05:39between the cell layers, through the pore,
entre as camadas de células, através do poro,
05:41comes out on the other side of the membrane,
sai do outro lado da membrana,
05:44and right there, it's going to engulf the bacteria
e ali, vai engolfar as bactérias
05:47labeled in green.
marcadas em verde.
05:49In that tiny chip, you just witnessed
Nesse chip minúsculo, vocês acabaram de testemunhar
05:52one of the most fundamental responses
uma das respostas mais fundamentais
05:55our body has to an infection.
que nosso corpo tem a uma infecção.
06:01It's pretty exciting.
É bem emocionante.
06:06not just because it's so beautiful,
não só porque é muito bonita,
06:14It tells us that these cells
Ela nos diz que essas células
06:16from the small airways in our lungs,
das pequenas vias aéreas em nossos pulmões,
06:19actually have these hairlike structures
na verdade, têm essas estruturas semelhantes a pêlos
06:20that you would expect to see in the lung.
que você esperaria ver no pulmão.
06:22These structures are called cilia,
Estas estruturas são chamados cílios,
06:27Yeah. Mucus. Yuck.
É. Muco. Eca.
06:28But mucus is actually very important.
Mas o muco é muito importante, na verdade.
06:31Mucus traps particulates, viruses,
O muco prende partículas, vírus,
06:33potential allergens,
alérgenos potenciais,
06:35and these little cilia move
e esses pequenos cílios se movem
06:36and clear the mucus out.
e colocam o muco para fora.
06:39When they get damaged, say,
Quando eles se danificam, por exemplo,
06:41by cigarette smoke for example,
por fumaça de cigarro, por exemplo,
06:50Cilia and the clearance of mucus
Os cílios e a limpeza do muco
07:00we can begin to look
podemos começar a buscar
07:02for potential new treatments.
novos tratamentos potenciais.
07:05We didn't stop with the lung on a chip.
Não paramos com o pulmão no chip.
07:07We have a gut on a chip.
Temos um intestino no chip.
07:08You can see one right here.
Podem ver um aqui.
07:10And we've put intestinal human cells
E colocamos células intestinais humanas
07:14in a gut on a chip,
num intestino no chip,
07:18this trickling flow through the cells,
este fluxo através das células,
07:22and we can mimic many of the functions
e conseguimos imitar muitas das funções
07:24that you actually would expect to see
que, de fato, se esperaria ver
07:26in the human intestine.
no intestino humano.
07:28Now we can begin to create models of diseases
Agora podemos começar a criar modelos de doenças
07:32such as irritable bowel syndrome.
como a síndrome do intestino irritável.
07:34This is a disease that affects
Essa é uma doença que afeta
07:36a large number of individuals.
um grande número de indivíduos.
07:38It's really debilitating,
É realmente debilitante,
07:40and there aren't really many good treatments for it.
e não há muitos bons tratamentos para ela.
07:44Now we have a whole pipeline
Agora temos toda uma cadeia
07:46of different organ chips
de diferentes chips de órgãos
07:56really comes from the fact
vem mesmo do fato
07:58that we can fluidically link them.
de que pode ligá-los com fluidos.
08:00There's fluid flowing across these cells,
Há fluido escoando por essas células.
08:02so we can begin to interconnect
Assim, podemos começar a interligar
08:04multiple different chips together
vários chips diferentes
08:12Now we're really getting excited.
Agora estamos ficando realmente animados.
08:19but what our goal is is to be able to recreate
mas nosso objetivo é ser capaz de recriar
08:23sufficient functionality
funcionalidades suficientes
08:25so that we can make better predictions
para que possamos fazer melhores previsões
08:27of what's going to happen in humans.
do que vai acontecer em seres humanos.
08:29For example, now we can begin to explore
Por exemplo, agora podemos começar a explorar
08:42how it enters the body,
como entra no corpo,
08:43how it might affect, say, your heart.
como pode afetar, digamos, seu coração.
08:45Does it change the beating of your heart?
Será que ele afeta seu batimento cardíaco?
08:47Does it have a toxicity?
Será que é tóxico?
08:49Does it get cleared by the liver?
Será que vai ser eliminado pelo fígado?
08:51Is it metabolized in the liver?
Será que é metabolizado no fígado?
08:53Is it excreted in your kidneys?
Será que é excretado nos rins?
08:55We can begin to study the dynamic
Podemos começar a estudar a resposta
08:57response of the body to a drug.
dinâmica do corpo a um medicamento.
09:00This could really revolutionize
Isso poderia mesmo revolucionar
09:01and be a game changer
e ser um divisor de águas,
09:03for not only the pharmaceutical industry,
não só para a indústria farmacêutica,
09:06but a whole host of different industries,
mas toda uma série de diferentes indústrias,
09:08including the cosmetics industry.
incluindo a indústria de cosméticos.
09:11We can potentially use the skin on a chip
Podemos utilizar potencialmente a pele no chip
09:14that we're currently developing in the lab
que estamos desenvolvendo atualmente no laboratório
09:21without the need for animal testing.
sem a necessidade de testar em animais.
09:24We could test the safety
Poderíamos testar a segurança
09:26of chemicals that we are exposed to
de produtos químicos a que somos expostos
09:28on a daily basis in our environment,
diariamente em nosso meio,
09:34We could also use the organs on chips
Também poderíamos usar os órgãos nos chips
09:37for applications in bioterrorism
para aplicações em bioterrorismo
09:40or radiation exposure.
ou exposição a radiação.
09:43We could use them to learn more about
Poderíamos usá-los para aprender mais
09:46diseases such as ebola
sobre doenças como o ebola,
09:49or other deadly diseases such as SARS.
ou outras doenças mortais, como a SARS.
09:53Organs on chips could also change
Órgãos em chips também poderiam mudar
09:55the way we do clinical trials in the future.
a forma como fazemos ensaios clínicos no futuro.
09:58Right now, the average participant
No momento, o participante comum
10:01in a clinical trial is that: average.
em um ensaio clínico é assim: comum.
10:07You won't find many clinical trials
Não se encontra muitos ensaios clínicos
10:10in which children are involved,
em que crianças estão envolvidas,
10:19is one that we obtained from adults.
é aquela que conseguimos a partir de adultos.
10:22Children are not adults.
Crianças não são adultos.
10:27There are other things like genetic differences
Há outras coisas como diferenças genéticas
10:29in populations
em populações,
10:30that may lead to at-risk populations
que podem levar a... populações de risco
10:40put them on chips,
colocá-las em chips
10:42and create populations on a chip.
e criar populações no chip.
10:44This could really change the way
Isso poderia mesmo mudar a forma
10:46we do clinical trials.
como fazemos ensaios clínicos.
10:51We have engineers, we have cell biologists,
Temos engenheiros, temos biólogos celulares,
10:54we have clinicians, all working together.
temos médicos, todos trabalhando juntos.
10:58We're really seeing something quite incredible
Estamos vendo algo bastante incrível
11:00at the Wyss Institute.
no Instituto Wyss.
11:02It's really a convergence of disciplines,
É uma convergência de disciplinas,
11:10It's pretty exciting.
É bem emocionante.
11:15such as the one we have with a company
como a que temos com uma empresa
11:22They're going to help us make,
Eles vão nos ajudar a fazer,
11:24instead of one of these,
em vez de um,
11:26millions of these chips,
milhões desses chips,
11:27so that we can get them into the hands
para que possamos levá-los às mãos
11:29of as many researchers as possible.
do maior número de pesquisadores possível.
11:36Now let me show you our instrument.
Agora, deixem-me lhes mostrar nosso instrumento.
11:39This is an instrument that our engineers
Este é um instrumento de que nossos engenheiros
11:41are actually prototyping right now in the lab,
estão criando um protótipo no laboratório,
11:43and this instrument is going to give us
e este instrumento vai nos dar
11:48in order to link 10 or more organ chips together.
a fim de conectar 10 ou mais chips de órgãos.
11:52It does something else that's very important.
E ainda faz outra coisa que é muito importante.
11:54It creates an easy user interface.
Ele cria uma interface de usuário amigável.
11:57So a cell biologist like me can come in,
Assim, um biólogo celular, como eu, pode entrar,
12:00take a chip, put it in a cartridge
pegar um chip, colocá-lo em um cartucho,
12:02like the prototype you see there,
como o protótipo que vocês veem ali,
12:04put the cartridge into the machine
colocar o cartucho na máquina,
12:06just like you would a C.D.,
assim como se faria com um CD,
12:08and away you go.
e assim se vai longe.
12:09Plug and play. Easy.
Plug-and-play. Fácil.
12:12Now, let's imagine a little bit
Agora, imaginemos um pouco
12:14what the future might look like
como poderia ser no futuro
12:15if I could take your stem cells
se eu pudesse pegar suas células-tronco
12:18and put them on a chip,
e colocá-las em um chip,
12:19or your stem cells and put them on a chip.
ou suas células-tronco e colocá-las em um chip.
12:22It would be a personalized chip just for you.
Seria um chip personalizado apenas para você.
12:26Now all of us in here are individuals,
Bem, todos nós aqui somos indivíduos,
12:29and those individual differences mean
e essas diferenças individuais significam
12:32that we could react very differently
que poderíamos reagir de forma muito diferente
12:46I took some Advil. Fifteen minutes later,
Eu tomei Advil. Quinze minutos depois,
12:48I was on my way to the emergency room
Eu estava a caminho da sala de emergência
12:50with a full-blown asthma attack.
com um ataque de asma total.
12:52Now, obviously it wasn't fatal,
Bem, obviamente não foi fatal,
12:53but unfortunately, some of these
mas, infelizmente, algumas dessas
12:57adverse drug reactions can be fatal.
reações adversas a medicamentos podem ser fatais.
13:00So how do we prevent them?
Então, como podemos evitá-las?
13:02Well, we could imagine one day
Bem, poderíamos imaginar um dia
13:05having Geraldine on a chip,
ter a Geraldine em um chip,
13:07having Danielle on a chip,
ter a Danielle em um chip,
13:09having you on a chip.
ter você em um chip.
13:10Personalized medicine. Thank you.
Medicina personalizada. Obrigada.
It's relatively easy to imagine a new medicine, a better cure for some disease. The hard part, though, is testing it, and that can delay promising new cures for years. In this well-explained talk, Geraldine Hamilton shows how her lab creates organs and body parts on a chip, simple structures with all the pieces essential to testing new medications -- even custom cures for one specific person.
