Good morning everybody.
Bom dia a todos.
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.
Trabalho com um grupo de criaturas pequenas verdadeiramente maravilhosas, chamadas células. Vou descrever a experiência de desenvolver estas células em laboratórios. Trabalho num laboratório onde retiramos as células dos seus ambientes nativos. Colocamo-las em placas a que chamamos placas de Petri. E alimentamo-las — de maneira esterilizada claro — através de meios de cultura de células — a alimentação delas — e desenvolvemo-las em incubadoras.
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.
Porque é que faço isto? Observamos as células numa lâmina, e elas estão mesmo à superfície. Mas o que estamos a tentar fazer no meu laboratório é criar tecidos com elas. O que é que isso significa? Significa criar um coração real, por exemplo, ou um pedaço de osso que possa ser colocado no corpo. Também podem ser usadas como modelos de doenças. Para este objetivo as técnicas tradicionais de cultura de células não são suficientes. As células como que sentem saudades de casa; a placa não é a verdadeira casa delas. Então temos que melhorar as técnicas para copiar o seu ambiente natural para que elas cresçam. Isto é um paradigma biomimético, copiar a natureza num laboratório.
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.
Vamos ver por exemplo o coração, o tema principal da minha pesquisa. O que faz o coração ser tão único? O coração bate de maneira rítmica, incansável, fiel. Copiamos isto no laboratório ao instalar elétrodos em sistemas de cultura de células. Estes elétrodos são semelhantes a pequenos "pacemakers" de modo a que as células contraiam no laboratório. Que mais sabemos sobre o coração? As células do coração são muito gananciosas. A natureza alimenta as células dos nossos corações com um fornecimento muito denso de sangue. No laboratório fazemos micropadrões de canais nos biomateriais onde criamos as células. Isto permite-nos passar os meios de culturas de célula, a alimentação da célula, através das estruturas onde estamos a criar as células, de maneira muito semelhante à camada capilar do coração.
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.
Isto leva-me à lição número um: a vida faz muito com muito pouco. Vamos ver, por exemplo, a estimulação elétrica. Vamos ver a força que um destes elementos essenciais pode ter. À esquerda vemos um pedaço de tecido de coração a bater que eu criei através de células de ratos no laboratório. É do tamanho de um pequeno "marshmallow". Após uma semana, já bate. Observamos isso no canto superior esquerdo. Mas não se preocupem se não conseguem ver bem. É incrível que estas células batam. Mas o que é mesmo incrível é que as células, quando são estimuladas eletricamente como um "pacemaker", batem muito mais.
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?
Isto traz-me à lição número dois: as células é que fazem o trabalho todo. Os engenheiros de tecido sofrem de uma pequena crise de identidade, porque os engenheiros civis constroem pontes e coisas grandes, engenheiros informáticos, computadores, mas o que nós estamos a fazer é criar tecnologias para as células em si. O que é que isto quer dizer? Vamos fazer algo muito simples. Vamos recordar que as células não são um conceito abstrato. Vamos pensar que as nossas células mantêm a nossa vida de maneira bastante real. "Somos o que comemos," podia ser facilmente descrito como: "Somos o que as nossas células comem." E no caso da flora na nossa barriga, essas células podem nem ser humanas. Mas também é bom recordar que as células controlam a nossa experiência de vida. Através de cada som, imagem, toque, sabor e cheiro há um conjunto correspondente de células que recebem esta informação e a interpretam por nós. O que leva à pergunta: Devíamos expandir a nossa ideia de ecossistema ambiental e incluir o ecossistema do nosso corpo?
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.
Convido-vos a debaterem isto comigo com mais profundidade, e até lá desejo-vos sorte. Para que nenhuma das vossas células não-cancerosas se torne numa espécie em vias de extinção.
Thank you.
Obrigada.
(Applause)
(Aplausos)