Dobré ráno všem.
Good morning everybody.
Pracuji s opravdu úžasnými malinkatými potvůrkami, které se nazávají buňky. A teď vám povím, jaké to je pěstovat tyto buňky v laboratoři. Pracuji v laboratoři, kde odebereme buňky z jejich přirozeného prostředí. Umistňujeme je do misek, které někdy nazýváme Petriho miska. A krmíme je -- samozřejmě sterilně -- něčím, co nazýváme živá půda - je to jejich potrava -- a pěstujeme je v inkubátorech.
I work with really amazing, little, itty-bitty creatures called cells. And let me tell you what it's like to grow these cells in the lab. I work in a lab where we take cells out of their native environment. We plate them into dishes that we sometimes call petri dishes. And we feed them -- sterilely of course -- with what we call cell culture media -- which is like their food -- and we grow them in incubators.
Proč to dělám? Pozorujeme tyto buňky v misce, a to jsou jenom na povrchu. Ale to, co se opravdu snažíme v laboratořích dělat, je vytváření tkání z těchto buňek. Co to tedy vůbec znamená? To znamená vypěstovat skutečné srdce, například, nebo vypěstovat kost, kterou můžeme implantovat do těla. Ale nejenom to, můžeme je použít i na modely onemocnění. Ale pro tyto účely jsou tradiční techniky takovýchto buněčných kultur opravdu nedostačující. Těmto buňkám se nějak stýská po domově; v misce se jednoduše necítí jako doma. A proto se musíme více snažit při kopírování jejich přirozeného prostředí, aby se jim mohlo dařit. Říkám tomu biomimetické paradigma -- napodobování přírody v laboratoři.
Why do I do this? We observe the cells in a plate, and they're just on the surface. But what we're really trying to do in my lab is to engineer tissues out of them. What does that even mean? Well it means growing an actual heart, let's say, or grow a piece of bone that can be put into the body. Not only that, but they can also be used for disease models. And for this purpose, traditional cell culture techniques just really aren't enough. The cells are kind of homesick; the dish doesn't feel like their home. And so we need to do better at copying their natural environment to get them to thrive. We call this the biomimetic paradigm -- copying nature in the lab.
Vemme si příklad srdce, námět mnoha mých výzkumů. Čím je srdce tak jedinečné? No, srdce bije, rytmicky, neúnavně, poctivě. Toto napodobujeme v laboratoři tím, že systém buněčné kultury vybavíme elektrodami. Tyto elektrody fungují jako malé kardiostimulátory, aby se buňky mohly smršťovat. Co dál víme o srdci? No, srdeční buňky jsou docela nenasytné. Příroda zásobuje srdeční buňky v našem těle pomocí velmi, velmi velkého množství krve. V laboratoři to na mikro úrovni napodobujeme kanálkami v bio-materiálech, na kterých pěstujeme tyto buňky. A to nám umožňuje tok skrz živnou půdu, jídlo pro buňky, skrz síť kanálků kde pěstujeme buňky -- vpodstatě je to podobné tomu, co byste mohli očekávat od kapilárního řečiště v srdci.
Let's take the example of the heart, the topic of a lot of my research. What makes the heart unique? Well, the heart beats, rhythmically, tirelessly, faithfully. We copy this in the lab by outfitting cell culture systems with electrodes. These electrodes act like mini pacemakers to get the cells to contract in the lab. What else do we know about the heart? Well, heart cells are pretty greedy. Nature feeds the heart cells in your body with a very, very dense blood supply. In the lab, we micro-pattern channels in the biomaterials on which we grow the cells, and this allows us to flow the cell culture media, the cells' food, through the scaffolds where we're growing the cells -- a lot like what you might expect from a capillary bed in the heart.
To mě přivádí k lekci číslo jedna: život dokáže z mála opravdu mnoho. Vemme si příklad elektrické stimulace. Podívejme se, jak může být byť jen jedna z těchto nezbytností významná. Nalevo vidíme malý kousek pulzující srdcové tkáně, který jsem v laboratoři připravila z krysích buněk. Je přibližně velikosti malého žužu bonbónu. A po jednom týdnu již bije. Můžete si toho všimnout v levém vrchním rohu. Ale netrapte se, pokud to tak dobře nevidíte. Je úžasné, že tyto buňky vůbec pulzují. Ale co je opravdu úžasné, je to, že pokud tyto buňky stimulujeme pomocí kardiostimulátoru, tak pulzují mnohem víc.
So this brings me to lesson number one: life can do a lot with very little. Let's take the example of electrical stimulation. Let's see how powerful just one of these essentials can be. On the left, we see a tiny piece of beating heart tissue that I engineered from rat cells in the lab. It's about the size of a mini marshmallow. And after one week, it's beating. You can see it in the upper left-hand corner. But don't worry if you can't see it so well. It's amazing that these cells beat at all. But what's really amazing is that the cells, when we electrically stimulate them, like with a pacemaker, that they beat so much more.
A to mě přivádí k lekci číslo dvě: buňky odvedou všechnu práci. V jistém smyslu mají buněční inženýři trochu krizi identity, protože stavební inženýři staví mosty a velké věci, počítačoví inženýři zase počítače, ale co děláme my, jsou technologie, které umožňují buňkám samotným stavět. Co to pro nás znamená? Řekněme to opravdu jednoduše. Uvědomme si, že buňky nejsou abstraktním konceptem. Pamatujme si, že naše buňky nás opravdu velmi očividně udržují na živu. "Jsme to, co jíme," můžeme jednoduše vystihnout jako,"Jsme to, co jí naše buňky." A v připadě naší střevní flóry ani nemusejí být buňky původem lidské. Ale také stojí za zmínku, že buňky nám zprostředkovávají naše zážitky. Za každým zvukem, pohledem, dotykem, chutí a vůní stojí odpovídající skupina buněk, které přijímají tyto informace a interpretují nám je. Vyvolává to otázku: měli bychom rozšířit náš smysl pro starostlivost o životní prostředí tak, aby zahrnoval i ekosystém našich vlastních těl?
But that brings me to lesson number two: cells do all the work. In a sense, tissue engineers have a bit of an identity crisis here, because structural engineers build bridges and big things, computer engineers, computers, but what we are doing is actually building enabling technologies for the cells themselves. What does this mean for us? Let's do something really simple. Let's remind ourselves that cells are not an abstract concept. Let's remember that our cells sustain our lives in a very real way. "We are what we eat," could easily be described as, "We are what our cells eat." And in the case of the flora in our gut, these cells may not even be human. But it's also worth noting that cells also mediate our experience of life. Behind every sound, sight, touch, taste and smell is a corresponding set of cells that receive this information and interpret it for us. It begs the question: shall we expand our sense of environmental stewardship to include the ecosystem of our own bodies?
Zvu vás, abyste se mnou pokračovali v této diskuzi, a mezitím vám přeji hodně štěstí. Kéž by se žádná z vašich nerakovinných buněk nestala ohroženým druhem.
I invite you to talk about this with me further, and in the meantime, I wish you luck. May none of your non-cancer cells become endangered species.
Děkuji.
Thank you.
(Potlesk)
(Applause)