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.
Nos, én idegsebész vagyok. És mint a legtöbb kollégám, emberi tragédiákkal kell szembesülnöm nap, mint nap. Látom, hogy hogyan tud megváltozni az életük egyik pillanatról a másikra, egy nagyobb sztrók vagy autóbaleset után. És ami nagyon frusztráló nekünk, idegsebészeknek, az az hogy tudjuk, a test többi szervével ellentétben, az agy alig képes megjavítani önmagát. És a központi idegrendszer nagyobb sérülése után a páciensnek gyakran komoly fogyatékkal kell élnie. És talán ezért döntöttem úgy, hogy funkcionális idegsebész leszek.
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.
Ki is az a funkcionális idegsebész? Egy olyan orvos, aki megpróbálja fejleszteni az idegi működést különböző sebészeti módszerekkel. Talán már hallottak az egyik híresebb módszerről, amit mély agyi stimulációnak neveznek, ahol egy elektródát ültetünk be az agy mélyére, hogy egy idegpályát moduláljunk, így fejlesztve az idegi működést. Ez valóban egy elképesztő technológia, mivel javított komoly remegéssel, nagy fájdalommal küzdő a Parkinson-kóros betegek sorsán. Habár, a neuromoduláció nem neuro-javítást jelent. A funkcionális idegsebészek álma pedig az, hogy megjavítsák az agyat. Azt hiszem, el fogjuk érni ezt az álmot.
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.
Szeretném megmutatni önöknek, hogy nagyon közel járunk hozzá. És azt, hogy egy kis segítséggel, az agy képes segíteni önmagán.
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.
A történet 15 évvel ezelőtt kezdődött. Akkor még vezető rezidens voltam, éjjel-nappal a sürgősségi osztályon dolgoztam, gyakran kellett fejsérüléses beteget kezelnem. Képzelhetik, milyen, ha a beteg komoly fejsérüléssel jön be, agyduzzanattal, és a koponyaűri nyomás növekszik. És ahhoz, hogy megmenthessük az életét, csökkentenünk kell a koponyaűri nyomást. És hogy ezt megtehessük, néha a megduzzadt agyból el kell egy darabot távolítani. És ahelyett, hogy ezeket a megduzzadt agyi darabokat eldobtuk volna, eldöntöttük Jean-François Brunet-vel, aki az egyik kollégám, egy biológus, hogy tanulmányozzuk őket.
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.
Mit értek ezalatt? Sejteket akartunk növeszteni ezekből a szövetdarabokból. Ez nem könnyű feladat. Egy darab szövetből sejteket növeszteni kicsit olyan, mint felnevelni nagyon kicsit gyerekeket a családjuktól távol. Tehát meg kell találni a megfelelő tápanyagot, a hőmérsékletet, páratartalmat, és a növekedésükhöz szükséges összes kellemes környezeti tényezőt. Tehát pontosan ezt kellett csinálnunk ezekkel a sejtekkel. És sokszori próbálkozás után, Jean-François megcsinálta. Ezt látta a mikroszkópjában.
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.
Ez számunkra nagy meglepetés volt. Miért? Mert ez pontosan úgy néz ki, mint egy őssejt-tenyészet, nagy zöld sejtekkel, melyek kicsi, éretlen sejteket vesznek körül. Talán emlékeznek a biológia óráról, hogy az őssejtek éretlen sejtek, melyek képesek bármilyen típusú sejtté alakulni a testben. A felnőtt agyban vannak őssejtek, de nagyon ritkák, és nagyon mély és kicsi mélyedésekben találhatók, az agy mélyében. Így meglepő volt, hogy ilyen fajta őssejt-kultúrát találtunk a nálunk levő duzzadt agy felszíni részében a műtőben.
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.
És volt még egy érdekes észrevétel: Az átlag őssejtek nagyon aktív sejtek -- olyan sejtek, melyek igen gyorsan osztódnak, osztódnak és osztódnak. És sohasem pusztulnak el, halhatatlan sejtek. De ezek a sejtek másképp viselkednek. Lassan osztódnak, és pár hét tenyésztés után el is pusztultak. Tehát egy furcsa új sejtpopuláció volt előttünk, melynek tagjai őssejteknek tűntek, de másképp viselkedtek.
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.
Sok időbe telt, míg megértettük, honnan is jöttek. Ezekből a sejtekből származnak. Ezeket a kék és piros sejteket duplakortin-pozitív sejteknek hívjuk. Mindannyiunknak van ilyen az agyában. Az agykérgi sejtek négy százalékát teszik ki. Nagyon fontos szerepük van a fejlődési szakaszban. Amikor magzatok voltunk, ezek segítették az agyunkat a növekedésben. De miért maradnak a fejünkben? Ezt nem tudjuk. Azt gondoljuk, hogy talán az agy javításában játszanak szerepet, mert nagyobb koncentrációban találtuk őket az agysérülésekhez közel. De ez nem olyan biztos. De egyvalami biztos -- hogy ezekből a sejtekből van az őssejt-kultúránk. És a sejtek egy potenciális új forrásával álltunk szemben az agy megjavításához. De ezt be kellett bizonyítanunk.
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.
Ezért úgy eldöntöttünk, hogy tervezünk egy kísérleti paradigmát. Az ötlet az volt, hogy megvizsgálunk egy darabot az agyból, az agy egy nem túl lényeges részén, és aztán ezeket a sejteket tenyésztjük, pontosan úgy, ahogy Jean-François tette a laborjában. És aztán megjelöljük, beszínezzük őket, hogy képesek legyünk követni őket az agyon belül. És az utolsó lépés az volt, hogy visszaültessük ugyanabba az egyedbe. Ezeket úgy hívjuk, autológ graftok -- autograftok.
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.
Az első kérdés, ami felmerült bennünk: "Mi történik, ha e sejteket egy normál agyba, és mi, ha egy sérült agyba ültetjük vissza?" Köszönhetően Eric Rouiller professzor segítségének, majmokkal dolgozhattunk.
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.
Az első esetben, a sejteket ép agyba ültettük vissza, és azt láttuk, hogy pár hét után teljesen eltűntek, mintha kivették volna őket az agyból, hazamentek, a hely már foglalt, nincs szükség rájuk, ezért eltűntek.
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.
A második esetben egy léziót idéztünk elő, és pontosan ugyanazokat a sejteket ültettük be, de ebben az esetben a sejtek megmaradtak -- és kifejlett neuronokká alakultak. Ezt a képet figyelhettük meg a mikroszkóp alatt. Azokat a sejteket ültettük be. A bizonyíték, amit hordoznak, a kicsi pontok, azok a sejtek azok, amiket megjelöltünk in vitro, amikor még tenyésztettük őket.
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.
De természetesen itt még nem állhattunk meg. Ezek a sejtek segítik vajon a majmok felépülését egy lézió után? Ezért betanítottuk a majmokat, hogy egy kézügyességi feladatot végezzenek. Ételgolyócskákat kellett egy tálcából elvenniük. Nagyon jók voltak benne. Amikor elérték a teljesítményük legmagasabb pontját, sérülést idéztünk elő a motorikus kéreg kézmozgásért felelős területén. Így a majmok plégiássá váltak, nem tudták a kezüket többé mozgatni. És pontosan, ahogy az emberekkel is történne, valamilyen szinten spontán felépültek, pontosan úgy, mint egy sztrók után. A páciensek teljesen plégiásak, aztán megpróbálnak felépülni az agy plasztikus mechanizmusa által, fel is épülnek bizonyos mértékig, pontosan úgy, mint a majom.
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.
Így amikor biztosak voltunk benne, hogy a majom elérte a spontán gyógyulás legmagasabb szintjét, beültettük a saját sejtjeit. Itt, a bal oldalon látják a majmot, amelyik spontán felgyógyult. Körülbelül 40-50 százalékát nyújtja a lézió előtti teljesítményének. Nem olyan pontos, nem olyan gyors. És most nézzék, amikor újra beültettük a sejteket: Ugyanaz az egyed két hónappal a beültetés után.
(Applause)
(Taps)
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.
Nagyon izgalmas eredmények voltak, mondhatom. Azóta megértettünk sok más dolgot ezekkel a sejtekkel kapcsolatban. Tudjuk, hogy lefagyaszthatjuk, és később újrahasználhatjuk őket. Tudjuk, hogy más neuropathológiai modellekben is használhatjuk őket, mint például a Parkinson-kór. De az álmunk továbbra is az, hogy emberekbe ültethessük őket. Nagyon remélem, hogy képes leszek bemutatni önöknek hamarosan, hogy az emberi agy eszközöket ad nekünk, hogy megjavítsa magát.
Thank you.
Köszönöm.
(Applause)
(Taps)
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: Jocelyne, ez elképesztő. Biztos vagyok benne, hogy most több tucat ember van a közönség soraiban, talán a többség, akik azt gondolják, "Ismerek valakit, akinek ez jól jönne." Mindenesetre én igen. És természetesen a kérdés az, mik a legnagyobb akadályok, mielőtt az emberi klinikai vizsgálatokra sor kerülhet?
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: A legnagyobb akadályok a szabályozások. (Nevet) Szóval, ezekről az izgalmas eredményekből ki kell tölteni körülbelül 2 kilogramm papírt és nyomtatványt, hogy ezeket a kísérleteket keresztülvihessük.
BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.
BG: Ami érthető, az agy érzékeny, stb.
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: Igen, az, de hosszú időbe telik, és sok türelem és majdnem egy teljes professzionális csapat kell hozzá, tudod?
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: Ha elképzeled magad -- ahogy épp befejezted a kutatást, és megpróbáltad megszerezni az engedélyeket a kísérletek megkezdéséhez, ha elképzeled magad abban az időben, hány év telik el, mielőtt valaki bemegy a kórházba, és ez a terápia elérhető lesz számára?
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: Nos, ezt nagyon nehéz megmondani. Először is függ a kísérletek engedélyezésétől. Meg fogja a szabályozás engedni a közeljövőben? Aztán egy tanulmányt kell elvégeznünk a betegek egy kisebb csoportján. És már a betegek kiválasztása is sok időt vesz el, a kezelés végrehajtása és kiértékelése, hogy az effajta kezelés használható-e vagy sem. És aztán el kell indítani egy multicentrikus kísérletet. Ténylegesen bizonyítani kell, hogy használható, mielőtt mindenki számára elérhetővé teszed a kezelést.
BG: And safe, of course. JB: Of course.
BG: És hogy biztonságos, ugye. JB: Természetesen.
BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this. BG: Thank you.
BG: Jocelyne, köszönjük, hogy eljöttél, és megosztottad velünk. BG. Köszönöm.
(Applause)
(Taps)