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.
Soy neurocirujana. Como la mayoría de mis colegas, tengo que tratar cada día con tragedias humanas. Me doy cuenta cómo puede cambiar la vida de un segundo a otro, después de un grave derrame cerebral o un accidente automovilístico. Y lo que es muy frustrante para los neurocirujanos es ver que, a diferencia de otros órganos del cuerpo, el cerebro apenas tiene capacidad para la autoreparación. Después de un grave accidente del sistema nervioso central, los pacientes a menudo se quedan severamente discapacitadas. Y esa es la razón posiblemente por la que decidí ser neurocirujana funcional.
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.
¿Qué es una neurocirujana funcional? Es un médico que intenta mejorar la función neurológica por medio de diferentes estrategias quirúrgicas. Seguramente habrán oído hablar de una de las más famosas conocida como estimulación cerebral profunda. Cuando implantamos un electrón en lo más profundo del cerebro para modular el circuito de las neuronas y así mejorar una función neurológica. Es realmente una tecnología increíble que ha mejorado el futuro de los pacientes con la enfermedad de Párkinson, con fuertes temblores y dolores. Sin embargo, la neuromodelización no significa reparar las neuronas. Y el sueño de la neurocirugía funcional es reparar el cerebro. Creo que ahora estamos acercándonos a este sueño. Y me gustaría mostrarles
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.
que estamos muy cerca. Y que con un poco de ayuda, el cerebro podrá autorepararse.
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.
La historia comenzó hace 15 años, cuando era jefa de residentes y trabajaba noche y día en la salas de urgencias. A menudo tenía que cuidar de pacientes con trauma craneal. Cuando un paciente viene con un trauma grave se tienen que imaginar que el cerebro está inflamado, lo que aumenta la presión intracraneal. Para poder salvar esas vidas hay que disminuir la presión intracraneal. Y para hacerlo, a veces, hay que quitar una parte del cerebro inflamado. En vez de tirar esas partes de cerebro inflamado, decidí, junto con mi colega, François Brunet, un biólogo, estudiarlas.
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.
¿Qué quiero decir? Queríamos reproducir células de ese tejido. No es una tarea sencilla. Reproducir células de una parte del tejido es un poco parecido a criar niños muy pequeños lejos de su familia. Así que debíamos buscar los nutrientes adecuados, el calor, la humedad, y todos esos ambientes adecuados para que pudiesen prosperar. Así que eso fue exactamente lo que hicimos con esas células. Y después de muchos intentos, Jean-Francois lo consiguió. Y esto fue lo que vio en el microscopio.
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.
Una gran sorpresa para nosotros. ¿Por qué? Porque se parecía exactamente al cultivo de una célula madre. Con grandes células verdes, rodeadas de pequeñas células inmaduras. Puede que recuerden de las clases de biología que las células madre son células inmaduras que pueden transformarse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. El cerebro de un adulto tiene células madre, pero son muy raras, y se encuentran en pequeños y profundos nichos en las profundidades del cerebro. Por eso, fue sorprendente conseguir este tipo de células madres de la parte superficial de un cerebro inflamado de la mesa de operaciones.
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.
Y observamos otra cosa curiosa. Las células madre son muy activas. Se dividen de forma continua muy rápidamente y nunca mueren: son inmortales Pero estas células se comportan de manera diferente. Se dividen muy despacio y después de unas semanas de cultivo incluso mueren. Así que estábamos delante de una nueva población de células que se parecían a las células madre, pero que se comportaban diferente.
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.
Y nos llevó mucho tiempo, entender de dónde venían. Provienen de estas células. Estas células rojas y azules son células corticales positivas de doble cociente. Todos las tenemos en el cerebro. Estas células representan el 4 % de las células corticales del cerebro. Juegan un papel muy importante durante las etapas de desarrollo. Cuando Uds. eran fetos éstas contribuyeron a formar sus cerebros. ¿Pero por qué siguen en la cabeza? No lo sabemos. Creemos que pueden participar en la reparación cerebral, porque las encontramos en grandes proporciones en las lesiones cerebrales. Pero no es seguro. Aunque una cosa es clara, que de esas células provienen nuestras células madres. Estábamos enfrente de un potencial nuevo origen de células para reparar el cerebro. Y teníamos que probarlo.
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.
Para hacerlo, decidimos diseñar un paradigma experimental. La idea era hacer la biopsia de una parte del cerebro en una área no elocuente del cerebro, y después cultivar las células, exactamente como Jean-François hizo en su laboratorio, etiquetarlas y colorearlas para poder seguirlas en el cerebro. Y en un último paso reimplantarlas en la misma persona. Lo denominamos "implantes autotrasplantados," autoimplantes.
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.
La primera pregunta que nos hicimos fue ¿qué pasará si reimplantamos estas células en un cerebro normal? Y ¿qué pasará si reimplantamos las mismas células en un cerebro lesionado? Gracias a la ayuda del profesor Eric Rouiller, trabajamos con monos.
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.
Por tanto, en el primer escenario, reimplantamos las células en un cerebro normal y vimos que desaparecieron por completo a las pocas semanas, como si las extrajeran del cerebro y volvieran a casa. El espacio está ya muy ocupado no hay necesidad de que estén allí, y por tanto desaparecen.
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.
En el segundo escenario, reproducimos una lesión, donde implantamos exactamente el mismo tipo de células, pero esta vez, las células permanecieron y se transformaron en neuronas maduras. Esta es la imagen que observamos bajo el telescopio. Estas son las células que reimplantamos. Y la prueba, estos pequeños puntitos que cargan, las células que denominamos "in vitro," cuando las cultivamos.
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.
Desde luego, no podíamos detenernos aquí. ¿Ayudarían estas células a que un mono se recuperara tras una lesión? Así que adiestramos a monos para realizar una tarea con destreza con las manos. Tenían que retirar piezas de comida de una bandeja, ¡Y para eso eran muy buenos! Y cuando habían alcanzado el nivel máximo de ejecución, les lesionamos la corteza motora que corresponde al movimiento de las manos. Por tanto los monos eran plégicos, ya no podían mover más la mano. Y exactamente al igual que sucede con los humanos se recuperaron hasta cierto punto de manera espontánea. Exactamente cómo sucede tras un derrame cerebral. Los placientes son totalmente plégicos, y después gracias un mecanismo de plasticidad en el cerebro se intentan recuperar y se recuperan hasta cierto punto, al igual que los monos.
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.
Asi que cuando estábamos seguros que los monos alcanzarían este nivel de recuperación espontánea, les implantamos sus propias células. En el lado izquierdo, el mono se ha recuperado espontáneamente. Aquí está al 40 al 50 % de su comportamiento previo, antes de la lesión. No es tan preciso, ni tan rápido. Y miren ahora, cuando les reimplantamos las células. El mismo individuo dos meses después del reimplante.
(Applause)
(Aplausos)
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.
Les aseguro que para nosotros fueron unos resultados increíbles Desde entonces, hemos aprendido mucho más de estas células. Sabemos que es posible cultivarlas y conservarlas para usarlas después. Sabemos que podemos aplicarlas en otros modelos neuropatológicos como la enfermedad del Párkinson, por ejemplo, Pero nuestro sueño es todavía implantarlas en las personas. Y, de verdad, espero que podré enseñarles muy pronto, que el cerebro humano nos ofrece las herramientas para autocurarse.
Thank you.
Gracias.
(Applause)
(Aplausos)
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?
(Bruno Giussani) Gracias por venir a TED. Jocelyne, ¡esto es increíble! Estoy seguro de que ahora mismo hay miles personas en la audiencia incluso, una mayoría, quienes estén pensando, "Conozco alguien que podría usar esto." Yo lo haría de cualquier modo. Y la cuestión es ¿Cuáles son los mayores obstáculos antes de hacer un experimento clínico con personas?
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.
(Jocelyne Bloch) Los grandes obstáculos son las leyes. Para conseguir estos increíbles resultados hay que rellenar 2 kg de papeles y formularios para poder conducir este tipo de experimentos.
BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.
(BG) lo que es comprensible, porque el cerebro es delicado.
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?
(JB) Sí lo es, pero lleva mucho tiempo y mucha paciencia, y casi un equipo de profesionales para hacerlo.
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?
BG: Si se proyecta en tiempo, tras haber hecho la investigación y haber conseguido los permisos para comenzar los experimentos, si se proyecta en el tiempo, ¿cuántos años tardará en llegar a un hospital para que esté disponible como terapia?
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.
(JB) Es bastante difícil de decir. Primero, depende de la aprobación del experimento. ¿Nos permitirán las leyes hacerlo pronto? Y luego, hay que realizar el estudio en un grupo pequeño de pacientes. Lleva bastante tiempo seleccionar los pacientes ejecutar el tratamiento, y después evaluar si es realmente útil este tipo de tratamiento. Y luego hay que reproducir el experimento a nivel de varios centros. Primero hay que probar que es realmente útil, antes de ofrecer el tratamiento a todo el mundo.
BG: And safe, of course. JB: Of course.
(BG) Y seguro, desde luego JB: Sí, claro.
BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this. BG: Thank you.
(BG) Jocelyne, Gracias por venir a TED y compartirlo con nosotros. Gracias
(Applause)
(Aplausos)