Good morning everybody.
Goedemorgen iedereen.
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.
Ik werk met echt geweldige piep piepkleine wezens: cellen. Laat me jullie vertellen hoe het is om deze cellen te kweken in het lab. Ik werk in een lab waar we cellen uit hun eigen omgeving halen. We steken ze in schaaltjes die we soms petrischalen noemen. We voeden ze – steriel natuurlijk - met wat we voedingsbodems voor celkweek noemen – zo'n beetje hun voedsel - en we kweken ze in couveuses.
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.
Waarom doe ik dit? We observeren de cellen in een schaaltje, en ze liggen gewoon aan de oppervlakte. Maar wat we echt proberen te doen in mijn lab, is er weefsels uit ontwerpen. Wat betekent dat eigenlijk? Het betekent een echt hart laten groeien, laten we zeggen, of een stuk bot laten groeien dat kan ingebracht worden in het lichaam. Niet alleen dat: ze kunnen ook gebruikt worden voor ziektemodellen. Voor dit doel zijn de traditionele celcultuurtechnieken gewoon niet genoeg. De cellen hebben ‘heimwee’; het schaaltje voelt niet aan als hun thuis. We moeten hun natuurlijke omgeving beter nabootsen om hen te doen bloeien. We noemen dit het biomimetische paradigma - het kopiëren van de natuur in het lab.
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.
Laten we het hart als voorbeeld nemen, het onderwerp van een groot deel van mijn onderzoek. Wat maakt het hart uniek? Nou, het hart klopt, ritmisch, onvermoeibaar, trouw. We kopiëren dit in het lab door de celkweeksystemen uit te rusten met elektroden. Deze elektroden fungeren als mini-pacemakers om de cellen te doen samentrekken in het lab. Wat weten we over het hart? Hartcellen zijn vrij gulzig. De natuur voedt de hartcellen in je lichaam met een zeer, zeer dichte bloedtoevoer. In het lab maken we micro-patroonkanalen in de biomaterialen waarop we de cellen kweken. Daardoor kunnen we de voedingsbodems voor celkweek, het voedsel van de cellen, doen stromen door de mallen waarop we de cellen kweken - zoals je zou verwachten van een capillair bed in het hart.
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.
Dit brengt me bij les nummer een: leven kan veel doen met zeer weinig. Laten we het voorbeeld nemen van elektrische stimulatie. Laten we eens kijken hoe krachtig deze essentiële dingen kunnen worden. Aan de linkerzijde zien we een klein stukje kloppend hartweefsel dat ik ontwierp uit rattencellen in het lab. Het is zo groot als een mini-marshmallow. Na een week klopt het. Je kunt het zien in de linker bovenhoek. Maak je geen zorgen als je het niet zo goed kunt zien. Het is verbazingwekkend dat deze cellen kloppen. Maar wat echt verbazingwekkend is, is dat de cellen, als we ze elektrisch stimuleren zoals bij een pacemaker, ze nog veel meer kloppen.
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?
Dat brengt me bij les nummer twee: cellen doen al het werk. In zekere zin hebben weefselingenieurs een beetje een identiteitscrisis omdat de bouwkundig ingenieurs bruggen en grote dingen bouwen, computeringenieurs computers, maar wat wij doen, is eigenlijk het bouwen van technologieën voor de cellen zelf. Wat betekent dit voor ons? Laten we iets heel simpels doen. Laten we onszelf eraan herinneren dat cellen geen abstract begrip zijn. Laten we niet vergeten dat onze cellen ons in leven houden op een zeer reële manier. "We zijn wat we eten," kan gemakkelijk worden beschreven als: "Wij zijn wat onze cellen eten." In het geval van de flora in onze darmen, zijn deze cellen misschien zelfs niet menselijk. Het is ook vermeldenswaardig dat de cellen ook onze ervaring van het leven kanaliseren. Achter elk geluid, beeld, aanraking, smaak en geur is er een bijbehorende set van cellen die deze informatie ontvangen en voor ons interpreteren. Het roept de vraag op: zullen we ons gevoel van zorg voor het milieu uitbreiden tot het ecosysteem van ons eigen lichaam?
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.
Ik nodig jullie uit om hierover verder te praten met mij. Intussen wens ik jullie veel succes. Moge geen van jullie niet-kankercellen bedreigde soorten worden.
Thank you.
Dank u.
(Applause)
(Applaus)