إذاً، أنا جرّاحة أعصاب. وكمعظم زملائي، عليّ التعامل كل يوم مع المآسي الإنسانية. وأدركُ كيف يمكن أن تتغير حياتك من لحظة إلى أخرى بعد إصابتك بسكتة دماغية أو بعد حادث سيارة. وما هو محبط جداً بالنسبة إلينا كجراحي أعصاب هو معرفة أنه وعلى عكس أعضاء الجسم الأخرى فلدى الدماغ القدرة البسيطة لإعادة إصلاح نفسه. وبعد إصابة رئيسية للجهاز المركزي العصبي لديك. يعيش المرضى في معظم الأحيان مع إعاقة شديدة. وربما لهذا السبب اخترتُ أن أكون جرّاح أعصاب وظيفي
So I'm a neurosurgeon. And like most of my colleagues, I have to deal, every day, with human tragedies. I realize how your life can change from one second to the other after a major stroke or after a car accident. And what is very frustrating for us neurosurgeons is to realize that unlike other organs of the body, the brain has very little ability for self-repair. And after a major injury of your central nervous system, the patients often remain with a severe handicap. And that's probably the reason why I've chosen to be a functional neurosurgeon.
مَنْ هو جراح الأعصاب الوظيفي؟ إنه الطبيب الذي يحاولُ تحسين وظيفة الجهاز العصبي عن طريق استراتيجيات جراحية مختلفة. أنتم بالتأكيد سمعتم عن واحدة من أشهرها تُسمى التحفيز العميق للدماغ، حيث يزرع قطب كهربائي في أعماق الدماغ من أجل تغيير دوائر الخلايا العصبية لتحسين وظيفة الأعصاب. إنها تقنية مذهلة حقاً حيث أنها حسنّت قدرة ومصير المرضى المصابين بمرض باركنسون/الشلل الرعاشي، والرعاش/الإرتجاف الحاد والألم الشديد. مع ذلك، فإن تغيير الخلايا العصبية لا يعني إصلاح الأعصاب. وحُلم جراحي الأعصاب الوظيفيين هو إصلاح الدماغ. أعتقد أننا نقترب من هذا الحلم.
What is a functional neurosurgeon? It's a doctor who is trying to improve a neurological function through different surgical strategies. You've certainly heard of one of the famous ones called deep brain stimulation, where you implant an electrode in the depths of the brain in order to modulate a circuit of neurons to improve a neurological function. It's really an amazing technology in that it has improved the destiny of patients with Parkinson's disease, with severe tremor, with severe pain. However, neuromodulation does not mean neuro-repair. And the dream of functional neurosurgeons is to repair the brain. I think that we are approaching this dream.
وأرغب أن أبيّن لكم أننا قريبون جداً من هذا. ومع القليل من المساعدة، يستطيع الدماغ مساعدة نفسه.
And I would like to show you that we are very close to this. And that with a little bit of help, the brain is able to help itself.
لقد بدأت القصة منذ 15 عاماً. في ذلك الوقت كنتُ رئيسة المقيمين نعملُ ليلاً ونهاراً في غرفة الطوارىء. وغالباً كان عليّ العناية بالمرضى المصابين بصدمات في الرأس. عليكم تخيل عندما يأتي المريض مع صدمة حادة في الرأس، يكون دماغه متورماً وهو يزيدُ من الضغط داخل جمجمته. ومن أجل إنقاذ حياته، عليك خفض هذا الضغط داخل الجمجمة. ولعمل ذلك، عليك أحياناً أن تزيل قطعة من الدماغ المتورم. فبدلاً من رمي هذه القطع من الدماغ المتورم، قررنا مع جان فرانسوا برونيه، وهو زميلي متخصص في علم الأحياء، لدراستها.
So the story started 15 years ago. At that time, I was a chief resident working days and nights in the emergency room. I often had to take care of patients with head trauma. You have to imagine that when a patient comes in with a severe head trauma, his brain is swelling and he's increasing his intracranial pressure. And in order to save his life, you have to decrease this intracranial pressure. And to do that, you sometimes have to remove a piece of swollen brain. So instead of throwing away these pieces of swollen brain, we decided with Jean-François Brunet, who is a colleague of mine, a biologist, to study them.
ماذا أعني بذلك؟ أردنا زرع خلايا من هذه الأجزاء من الأنسجة. إنها ليست مهمة سهلة. نمو الخلايا من قطعة الأنسجة تشبه قليلاً نمو الأطفال الصغار جداً خارج عائلاتهم. لذلك، فأنت بحاجة إلى إيجاد التغذية السليمة، والدفء والرطوبة وجميع البيئات اللطيفة لجعلها تنمو. هذا تماماً ما كان علينا القيام به مع هذه الخلايا. وبعد محاولات عديدة، نجح جان فرانسوا في عملها. وهذا ما رآه تحت مجهره.
What do I mean by that? We wanted to grow cells from these pieces of tissue. It's not an easy task. Growing cells from a piece of tissue is a bit the same as growing very small children out from their family. So you need to find the right nutrients, the warmth, the humidity and all the nice environments to make them thrive. So that's exactly what we had to do with these cells. And after many attempts, Jean-François did it. And that's what he saw under his microscope.
وكان لنا بمثابة مفاجأة كبيرة. لماذا؟ لأنها تشبه تماماً نفس زرع الخلايا الجذعية، مع خلايا خضراء كبيرة محاطة بخلايا صغيرة فجّة غير ناضجة. وقد تتذكر من حصة الأحياء بأن الخلايا الجذعية هي خلايا غير ناضجة، قادرة على التحول إلى أي نوع من خلايا الجسم لدى دماغ الشخص البالغ خلايا جذعية، ولكنها نادرة جداً وتقع في فتحات عميقة صغيرة في أعماق الدماغ. لذلك، كان مدهشاً الحصول على هذا النوع من زرع الخلايا الجذعية من الجزء السطحي للدماغ المتورم الذي لدينا في غرفة العمليات.
And that was, for us, a major surprise. Why? Because this looks exactly the same as a stem cell culture, with large green cells surrounding small, immature cells. And you may remember from biology class that stem cells are immature cells, able to turn into any type of cell of the body. The adult brain has stem cells, but they're very rare and they're located in deep and small niches in the depths of the brain. So it was surprising to get this kind of stem cell culture from the superficial part of swollen brain we had in the operating theater.
وكان هناك ملاحظة أخرى مثيرة للاهتمام: الخلايا الجذعية العادية هي خلايا نشطة للغاية -- خلايا تنقسم وتنقسم وتنقسم بسرعة فائقة. ولا تموتُ أبداً، إنها خلاية أبدية معمّرة. لكن هذه الخلايا تتصرف بشكل مختلف. إنها تنقسم ببطء، وبعد عدة أسابيع من الزرع إنها حتى تموت. لذلك كنا أمام مجموعة من الخلايا الغريبة الجديدة تشبه الخلايا الجذعية لكنها تتصرف بطريقة مختلفة.
And there was another intriguing observation: Regular stem cells are very active cells -- cells that divide, divide, divide very quickly. And they never die, they're immortal cells. But these cells behave differently. They divide slowly, and after a few weeks of culture, they even died. So we were in front of a strange new cell population that looked like stem cells but behaved differently.
واستغرق الأمر منا طويلاً لفهم من أين أتت هذه الخلايا. لقد أتت من هذه الخلايا. هذه الخلايا الزرقاء والحمراء المُسماة خلايا إيجابية مرتبطة بانتعاش الدماغ. جميعكم يملك هذه الخلايا في دماغه. إنها تُمثلُ 4% من خلايا الدماغ القشرية لديكم. وتلعبُ دوراً مهماً خلال مرحلة النمو. عندما كنتم أجنّة. ساعدت أدمغتكم على مضاعفة نفسها. لكن ما سبب بقائها في رؤوسكم؟ هذا ما لا نعرفه. نعتقدُ أنها تشارك في إصلاح الدماغ لأنه وجدناها في تركيز عالٍ قريبة من كدمات الدماغ لكن لسنا على يقين من ذلك. لكن هناك شيء واحد واضح -- أنه ومن هذه الخلايا، حصلنا على زرع الخلايا الجذعية. وكنّا أمام مصدر محتمل جديد من الخلايا لإصلاح الدماغ. وكان علينا إثبات ذلك.
And it took us a long time to understand where they came from. They come from these cells. These blue and red cells are called doublecortin-positive cells. All of you have them in your brain. They represent four percent of your cortical brain cells. They have a very important role during the development stage. When you were fetuses, they helped your brain to fold itself. But why do they stay in your head? This, we don't know. We think that they may participate in brain repair because we find them in higher concentration close to brain lesions. But it's not so sure. But there is one clear thing -- that from these cells, we got our stem cell culture. And we were in front of a potential new source of cells to repair the brain. And we had to prove this.
ولإثبات ذلك، قررنا تصميم نموذج تجريبي. كانت الفكرة إستئصال خزعة من الدماغ من مناطق الدماغ غير المسؤولة عن الحس والقدرة اللغوية، وبعد ذلك زرع الخلايا كما فعل تماماً جان فرانسوا في مختبره. وثم وسم الخلايا عن طريق وضع لون فيهم لكي نستطيع تعقبهم ومراقبتهم في الدماغ. وكانت الخطوة الأخيرة هي إعادة زرعهم في نفس الشخص. نُسمي هذا ترقيع ذاتي، زراعة النسيج من نقطة إلى أخرى.
So to prove it, we decided to design an experimental paradigm. The idea was to biopsy a piece of brain in a non-eloquent area of the brain, and then to culture the cells exactly the way Jean-François did it in his lab. And then label them, to put color in them in order to be able to track them in the brain. And the last step was to re-implant them in the same individual. We call these autologous grafts -- autografts.
لذلك، كان لدينا السؤال الأول، "ماذا سيحدث لو نعيدُ زرع هذه الخلايا في دماغ غير مصاب، وماذا سيحدث لو أعدنا زراعة نفس الخلايا في دماغ مصاب؟" بفضل مساعدة البروفيسور أريك روبلر، عملنا على القرود.
So the first question we had, "What will happen if we re-implant these cells in a normal brain, and what will happen if we re-implant the same cells in a lesioned brain?" Thanks to the help of professor Eric Rouiller, we worked with monkeys.
في السيناريو للحالة الأولى، أعدنا زراعة الخلايا في دماغ غير مصاب وما رأيناه هو أن هذه الخلايا اختفت تماماً بعد أسابيع عدة، كما لو أنها استأصلت من الدماغ، وذهبت لمكانها الأصلي، كان المكان بالفعل مكتظ، لم يكن حاجة لوجودهم في المكان، لذلك اختفت.
So in the first-case scenario, we re-implanted the cells in the normal brain and what we saw is that they completely disappeared after a few weeks, as if they were taken from the brain, they go back home, the space is already busy, they are not needed there, so they disappear.
في السيناريو للحالة الثانية، عالجنا الإصابة، وأعدنا زراعة نفس الخلايا بالضبط، وفي هذه الحالة، بقيت الخلايا -- وأصبحت خلايا عصبية ناضجة. هذه الصورة هي لما استطعنا ملاحظته تحت المجهر. هذه هي الخلايا التي تم إعادة زراعتها. والدليل الذي تحمله، أن هذه البقع الصغيرة هي الخلايا التي قمنا بتمييزها في المختبر حين كانوا في الزراعة.
In the second-case scenario, we performed the lesion, we re-implanted exactly the same cells, and in this case, the cells remained -- and they became mature neurons. And that's the image of what we could observe under the microscope. Those are the cells that were re-implanted. And the proof they carry, these little spots, those are the cells that we've labeled in vitro, when they were in culture.
ولكننا بالطبع لا يمكن أن نتوقف هنا. هل هذه الخلايا تساعد أيضاً القرد للتعافي بعد الإصابة؟ لأجل ذلك قمنا بتدريب القرود لإنجاز مهمة تحتاج لمهارة استخدام يد واحدة. كان عليهم استرداد كريات الغذاء من الطبق. كانوا جيدين جداً في عمل ذلك. وعندما وصلوا إلى مستوى من الأداء، أحدثنا إصابة في القشرة الحركية تطابق حركة اليد. فأصيب القرود بالشلل النصفي، لم يستطيعوا تحريك أيديهم بعد الآن. وهو بالضبط ما ستفعله البشر. تعافوا تلقائياً إلى حدٍ ما. تماما نفس الشيء بعد الإصابة بالجلطة. فالمرضى في شلل سفلي نصفي تماماً، ويحاولون بعد ذلك التعافي بسبب آلية الدماغ المرنة، فيتعافون إلى حدٍ ما، بالضبط الشيء نفسه بالنسبة للقرد.
But we could not stop here, of course. Do these cells also help a monkey to recover after a lesion? So for that, we trained monkeys to perform a manual dexterity task. They had to retrieve food pellets from a tray. They were very good at it. And when they had reached a plateau of performance, we did a lesion in the motor cortex corresponding to the hand motion. So the monkeys were plegic, they could not move their hand anymore. And exactly the same as humans would do, they spontaneously recovered to a certain extent, exactly the same as after a stroke. Patients are completely plegic, and then they try to recover due to a brain plasticity mechanism, they recover to a certain extent, exactly the same for the monkey.
وعندما كنا متأكدين بأن القرد وصل إلى مرحلة الإستقرار من التعافي التلقائي الطبيعي، زرعنا خلاياه الخاصة. ففي الجانب الأيسر، ترى أن القرد استرد عافيته من تلقاء نفسه. إنه على نحو 40 إلى 50% من أداءه السابق قبل الإصابة. إنه ليس في شفاء كامل وسريع. أنظروا الآن، عندما تم إعادة زرع الخلايا: بعد شهرين من إعادة زراعتها في نفس القرد.
So when we were sure that the monkey had reached his plateau of spontaneous recovery, we implanted his own cells. So on the left side, you see the monkey that has spontaneously recovered. He's at about 40 to 50 percent of his previous performance before the lesion. He's not so accurate, not so quick. And look now when we re-implant the cells: Two months after re-implantation, the same individual.
(تصفيق)
(Applause)
أقول لكم لقد كانت النتائج مثيرة ومبهجة جداً بالنسبة إلينا، منذ ذلك الوقت، لقد فهمنا الكثير عن هذه الخلايا. نحنُ نعلمُ أننا يمكننا حفظها بالتجميد، ويمكننا استخدامها لاحقاً. نحن نعرفُ أننا نستطيع تطبيقها في نماذج لدراسة الأمراض العصببة، مثل مرض باركنسون على سبيل المثال. لكن ما زال حُلمنا هو زرعها في البشر. وآملُ حقاً أن أتمكن من إعلان ذلك لكم قريباً أن الدماغ البشري يعطينا الأدوات لإصلاح نفسه.
It was also very exciting results for us, I tell you. Since that time, we've understood much more about these cells. We know that we can cryopreserve them, we can use them later on. We know that we can apply them in other neuropathological models, like Parkinson's disease, for example. But our dream is still to implant them in humans. And I really hope that I'll be able to show you soon that the human brain is giving us the tools to repair itself.
شكراً لكم
Thank you.
(تصفيق)
(Applause)
برونو جيوساني: جوسلين، إن هذا مدهشاً! وأنا متأكد الآن أن هناك عشرات من الأشخاص من الجمهور الحاضرين، وربما حتى معظمهم، يفكرُ ويقول، "أعرف شخصاً يمكنه استخدام هذا." في كل الأحوال، أنا أفكر وأعرف. فالسؤال بطبيعة الحال هو، ما هي أكبر العقبات قبل المضي قدماً في التجارب السريرية على البشر؟
Bruno Giussani: Jocelyne, this is amazing, and I'm sure that right now, there are several dozen people in the audience, possibly even a majority, who are thinking, "I know somebody who can use this." I do, in any case. And of course the question is, what are the biggest obstacles before you can go into human clinical trials?
جوسلين بلوش: القوانين واللوائح هي أكبر العقبات. (ضحك) لذلك، ومن هذه النتائج المثيرة، أنت بحاجة لتعبئة حوالي كيلوغرامين من الأوراق والنماذج والاستمارات لكي تستطيع القيام بهذا النوع من التجارب.
Jocelyne Bloch: The biggest obstacles are regulations. (Laughs) So, from these exciting results, you need to fill out about two kilograms of papers and forms to be able to go through these kind of trials.
برونو: هذا مفهوم، لأن الدماغ هو حساس ورقيق، إلخ.
BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.
جوسلين: نعم إنه كذلك، لكن يستغرق ذلك وقتاً طويلاً والكثير من الصبر وتقريباً فريقاً من المحترفين للقيام بذلك كما تعلم؟
JB: Yes, it is, but it takes a long time and a lot of patience and almost a professional team to do it, you know?
برونو: إذا تم تكليفك -- لإنجاز البحث وحاولت الحصول على التصريح للبدء في التجارب، إذا تم تكليفك في الوقت المناسب ما هي عدد السنوات قبل دخول شخص ما المستشفى ويكون هذا العلاج مُتاح؟
BG: If you project yourself -- having done the research and having tried to get permission to start the trials, if you project yourself out in time, how many years before somebody gets into a hospital and this therapy is available?
جوسلين: إنه من الصعب جداً القول. ذلك يعتمدُ أولاً على الموافقة على التجربة. هل ستسمح القوانين للقيام بذلك قريباً؟ ومن ثم، عليك القيام بهذا النوع من الدراسة على مجموعة قليلة العدد من المرضى. ويستغرقُ الأمر في الواقع وقتاً طويلاً لتحديد واختيار المرضى، والقيام بالعلاج وتقييم فيما إذا كان من المفيد القيام بهذا النوع من العلاج. وثم نشر وتعميم ذلك في عدة مراكز للتجربة. عليك في البداية إثباث أن ذلك مفيداً حقاً قبل تقديم العلاج للجميع.
JB: So, it's very difficult to say. It depends, first, on the approval of the trial. Will the regulation allow us to do it soon? And then, you have to perform this kind of study in a small group of patients. So it takes, already, a long time to select the patients, do the treatment and evaluate if it's useful to do this kind of treatment. And then you have to deploy this to a multicentric trial. You have to really prove first that it's useful before offering this treatment up for everybody.
برونو: وطبعاً آمن جوسلين: طبعا.
BG: And safe, of course. JB: Of course.
برونو: جوسلين، شكراً لك على حضورك إلى TED ومشاركتك لنا ذلك. جوسلين: شكراً لك.
BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this. BG: Thank you.
(تصفيق)
(Applause)