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.
Ја сам неурохирург и, као и већина мојих колега, морам да се носим свакодневно са људским трагедијама. Схватам како вам се живот може променити у секунди након снажног можданог удара или након саобраћајне несреће. Оно што је веома фрустрирајуће за нас, неурохирурге, је сазнање да, за разлику од других органа у телу, мозак има малу способност да се сам опорави. Након велике повреде вашег централног нервног система, пацијент често остане озбиљно хендикепиран. То је вероватно разлог због ког сам изабрала да будем функционални неурохирург.
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.
Шта је функционални неурохирург? То је доктор који покушава да побољша неуролошку функцију кроз различите хируршке стратегије. Сигурно сте чули за једну познату стратегију под именом дубока стимулација мозга, при којој уграђујете електроду дубоко у мозак да бисте подесили коло неурона тако да побољшате неуролошку функцију. То је заиста невероватна технологија јер је побољшала судбину пацијената са Паркинсоновом болешћу, са озбиљним тремором, великим боловима. Међутим, неуромодулација не значи и опоравак неурона, а сан функционалних неурохирурга је да опораве мозак. Мислим да се приближавамо овом сну.
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.
Желим да вам покажем да смо заиста близу овога и да, уз мало помоћи, мозак може да помогне сам себи.
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.
Ова прича је почела пре 15 година. У то време сам била вођа тима доктора на специјализацији који су даноноћно радили у хитној служби. Често сам морала да се побринем за пацијенте са повредама главе. Морате да замислите да, када пацијент дође са озбиљном повредом главе, његов мозак отиче и он повећава интракранијални притисак. Да бисте му спасили живот, морате да смањите овај интракранијални притисак. Да бисте то учинили, понекад морате да уклоните део отеченог мозга. Дакле, уместо одбацивања ових делова натеченог мозга, одлучили смо, заједно са Жаном-Франсоа Брунетом, који је мој колега, биолог, да их проучавамо.
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.
Шта подразумевам под тим? Желели смо да узгајамо ћелије из ових делова ткива. То није лак задатак. Узгајање ћелија из делова ткива је скоро исто као и подизање веома мале деце ван њихове породице. Треба да нађете праве хранљиве материје, топлоту, влажност и сва добра окружења да бисте омогућили да се развијају. То је управо оно што смо морали да учинимо са овим ћелијама. После много покушаја, Жан-Франсоа је у томе успео. Ово је оно што је видео под својим микроскопом,
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.
а то је за нас било велико изненађење. Зашто? Зато што ово изгледа исто као и узгајање матичних ћелија, са великим зеленим ћелијама које окружују мале, неразвијене ћелије. Можда се сећате са часа биологије да су матичне ћелије неразвијене ћелије, које се могу претворити у било коју врсту ћелије у телу. Мозак одрасле особе има матичне ћелије, али су оне изузетно ретке и налазе се у удаљеним и малим забаченим местима у дубинама мозга. Изненађујуће је било добијање ове врсте узгајања матичних ћелија од ових вештачких делова отеченог мозга које смо имали у операционој сали.
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.
Постојало је још једно занимљиво запажање - стандардне матичне ћелије су веома активне ћелије, ћелије које се деле, деле, деле веома брзо. Оне никада не изумиру; бесмртне су. Међутим, ове ћелије се понашају другачије. Споро се деле, а после неколико недеља узгајања су чак и изумрле. Дакле, наишли смо на чудну нову врсту ћелија које су изгледале као матичне ћелије, али су се понашале другачије.
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.
Требало нам је пуно времена да бисмо разумели одакле долазе. Потичу из ових ћелија. Ове плаво-црвене ћелије се називају позитивне ћелије дуплог кортина. Сви их имате у мозгу. Оне чине четири процената ваших кортикалних можданих ћелија. Имају веома важну улогу током развојне фазе. Док сте били фетуси, помогле су вашем мозгу да створи наборе. Зашто вам остају у глави? То не знамо. Мислимо да могу учествовати у опоравку мозга јер налазимо њихове веће концентрације близу озледа у мозгу, али то није тако сигурно. Међутим, постоји једна јасна ствар - да смо из ових ћелија добили наше матичне ћелије. Наишли смо на потенцијални нови извор ћелија за опоравак мозга и морали смо то да докажемо.
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.
Да бисмо то доказали, одлучили смо да осмислимо експерименталну парадигму. Идеја је била да урадимо биопсију делића мозга у делу мозга који није задужен за говор, а затим да узгајамо ћелије на исти начин који је у лабораторији користио Жан-Франсоа. Затим да их обележимо, ставимо боју у њих да бисмо могли да их пратимо у мозгу. Последњи корак био је да их поново уградимо у исту особу. Називамо их аутологни трансплантанти или аутотрансплантанти.
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.
Тако је прво питање које смо имали: „Шта ће се десити ако поново уградимо ове ћелије у нормалан мозак и шта ће се десити ако поново уградимо исте ћелије у повређени мозак?“ Захваљујући помоћи професора Ерика Роилера, радили смо са мајмунима.
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.
Тако смо у првобитном сценарију поново уградили ћелије у нормалан мозак и видели да су потпуно нестале након неколико недеља, као да их је неко однео из мозга, да су се вратиле кући, да је место већ заузето, да нису потребне тамо, па су нестале.
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.
У следећем сценарију направили смо озледу, поново уградили потпуно исте ћелије, а у овом случају су ћелије остале и постале су зрели неурони. То је слика онога што смо могли да опазимо под микроскопом. Ово су ћелије које су поново уграђене. А доказ које носе, ове мале тачке, то су ћелије које смо обележили in vitro, док смо их узгајали.
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.
Међутим, нисмо могли стати овде, наравно. Да ли ове ћелије помажу и мајмуну да се опорави од повреде? За то смо обучили мајмуне да изведу задатак спретности руке. Морали су да врате куглице хране са послужавника. Били су добри у томе. Када су достигли врхунац изведбе, оштетили смо део моторног кортекса који одговара покретима руку. Тако су мајмуни били плегични; нису више могли да померају руку. Управо на исти начин као што би и људи учинили, спонтано су се опоравили у одређеној мери, на исти начин као после можданог удара. Пацијенти су потпуно плегични и покушавају да се опораве помоћу механизама мождане пластичности, опораве се у одређеној мери, што је у потпуности исто као и код мајмуна.
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.
Дакле, када смо сигурни да је мајмун достигао врхунац спонтаног опоравка, уградили смо му сопствене ћелије. Тако, на левој страни видите мајмуна који се спонтано опоравио. Он је на око 40 до 50 процената своје претходне изведбе, пре повреде. Није толико прецизан, толико брз. Погледајте сада, када смо поново уградили ћелије - два месеца после поновне уградње, исти појединац.
(Applause)
(Аплауз)
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.
Ово су били узбудљиви резултати и за нас, да вам кажем. Отада смо много више разумели ове ћелије. Знамо да их можемо сачувати помоћу криопрезервације, да их можемо касније користити. Знамо да их можемо искористити у другим неуропатолошким моделима, као што је Паркинсонова болест, на пример. Међутим, наш сан је и даље да их уградимо у људска бића. Заиста се надам да ћу ускоро моћи да вам покажем да нам људски мозак даје средства помоћу којих се може опоравити.
Thank you.
Хвала вам.
(Applause)
(Аплауз)
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?
Бруно Ђузани: Џослин, ово је невероватно, а сигуран сам да управо сада неколико десетина људи у публици, можда чак и већина, мисли: „Знам некога коме би ово могло користити.“ Ја знам, свакако. Наравно, питање је које су највеће препреке пре него што можеш да кренеш у клиничка испитивања људи.
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.
Џослин Блоч: Највећа препрека су прописи. (Смех) Дакле, на основу ових узбудљивих резултата, треба попунити око два килограма папира и образаца да би се могло наставити до ове врсте испитивања.
BG: Which is understandable, the brain is delicate, etc.
БЂ: Што је разумљиво; мозак је специфичан итд.
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?
ЏБ: Да, али је потребно много времена, пуно стрпљења и малтене тим професионалаца да то уради, знате.
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?
БЂ: Ако замислите - пошто сте урадили истраживање и пошто сте покушали да добијете одобрење да започнете испитивања, ако замислите потребно време, колико ће година проћи пре него што неко дође у болницу, а ова терапија је доступна?
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.
ЏБ: Веома је тешко рећи. То пре свега зависи од одобравања испитивања. Да ли ће нам прописи дозволити да то урадимо ускоро? Затим, морате да изведете ово испитивање у малој групи пацијената. Биће потребно, већ сада, пуно времена за одабир пацијената, за извођење лечења и процену да ли је корисно изводити овакву врсту лечења. Онда морате да развијете ово до мултицентричног испитивања. Морате заиста доказати првенствено да је корисно пре него што свима понудите ово лечење.
BG: And safe, of course. JB: Of course.
БЂ: И безбедно, наравно. ЏБ: Наравно.
BG: Jocelyne, thank you for coming to TED and sharing this. BG: Thank you.
БЂ: Џослин, хвала вам што сте дошли на ТЕД и поделили ово. ЏБ: Хвала вама.
(Applause)
(Аплауз)