Good morning everybody.
Herkese günaydın.
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.
Ben, hücre olarak adlandırdığımız şaşırtıcı özelliklere sahip minicik varlıklarla ilgili çalışmalar yapıyorum. Öncelikle size bu hücreleri laboratuvar ortamında nasıl yetiştirdiğimizi anlatayım. Benim çalıştığım laboratuvarda, hücreleri doğal ortamlarından çıkarıp petri kutusu olarak adlandırdığımız plastik kaplara aktarıyoruz. Onları, daha sonra, steril ortamda içinde hücreler için gıdalar ihtiva eden hücre kültür sıvılarıyla besliyoruz ve inkübatör içerisinde çoğaltıyoruz.
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.
Peki böyle bir şeyi neden yapıyorum? Bu hücreleri petri kutularında gözlemliyoruz ve onların bir tabaka olarak sadece yüzeyde olduklarını görüyoruz. Fakat bizim laboratuvarda asıl yapmaya çalıştığımız şey bu hücrelerden gerçek dokular üretebilmektir. Peki bu ne anlama gelmektedir? Bu, sonradan vücuda yerleştirilmek üzere kalp veya kemik gibi gerçek dokular üretmek demektir. Bunlar, aynı zamanda çeşitli hastalıkları incelemek için model olarak da kullanılabilirler. Bu amaçlara yönelik çalışmalarda, yukarıda bahsettiğimiz geleneksel hücre yetiştirme yöntemleri yetersiz kalmaktadır. Hücreler doğal ortamlarını benimserler ve ararlar dolayısıyla plastik kutudaki koşullar bu doğal ortamın yerini tutamaz. Bu sebeple, onların normal olarak gelişebilmeleri için doğal ortamlarına daha yakın koşullar oluşturmamız gerekmektedir. Biz bunu 'biyomimetik paradigma' yani doğal ortamı laboratuvar koşullarında oluşturma diye adlandırıyoruz.
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.
Mesela üzerinde benim birçok araştırma yaptığım kalbi ele alalım. Kalbi diğer organlardan farklı kılan nedir? Kalp, düzenli olarak yorulmadan, büyük bir sadakat ile sürekli çarpar. Biz, kalbin bu özelliklerini laboratuvarda hücre kültür sistemlerine yerleştirdiğimiz elektrotlarla simüle ediyoruz. Bu elektrotlar minyatür bir kalp pili görevini görerek hücrelerin laboratuvar ortamında kasılmasını sağlıyor. Kalp hakkında başka ne biliyoruz? Mesela kalp hücreleri oldukça oburdur. Vücudumuz kalp hücrelerini onlara bol miktarda kan sağlayarak besler. Biz kendi laboratuvarımızda, üzerinde hücreleri büyüttüğümüz biyomalzemelerin içine mikro-kanallar açıyoruz. Bu kanallar, aynı kalpteki kılcal yataklarda olduğu gibi hücre besinlerini içeren kültür sıvısının üzerinde hücreleri büyüttüğümüz taşıyıcı içine nüfuz etmesine olanak sağlamaktadırlar.
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.
Bu bahsettiklerimden alacağımız ilk ders şudur: Ufacık bir şey bile yaşam için çok şey demek olabilir. Mesela elektriksel uyarı örneğini ele alalım. Kalbin çalışması için gerekli olan temel şartlardan sadece bir tanesinin bile ne kadar etkili olduğuna bir bakalım. Sol tarafta, sıçan hücrelerini kullanarak laboratuvarda oluşturduğum atmakta olan kalp dokusunun küçük bir parçasını görüyoruz. 'Marshmallow' gibi minik bir şeker ebadında. Ve bir hafta sonra kalp atışları başlıyor. Bunu sol üst köşede görebilirsiniz. Çok net göremiyorsanız da endişelenmenize gerek yok. Bu hücrelerin kasılıp gevşemeleri gerçekten müthiş birşey. Burada asıl şaşırtıcı olan şey ise bu hücrelere eletriksel uyarı verdiğimiz zaman aynı bir kalp pilinde olduğu gibi çok daha fazla çarpıyor olmalarıdır.
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?
Bu da buradan alacağımız ikinci dersi ortaya çıkarıyor: aslında bütün işleri yapan hücrelerdir. Bu anlamda, doku mühendisleri kimlik bunalımı yaşıyorlar diyebiliriz. Çünkü, yapı mühendisleri büyük yapılar ve köprüler yaparlar, bilgisayar mühendisleri bilgisayar yaparlar ancak bizim yaptığımız ise tamamen hücreler için uygun ortamları hazırlayacak teknolojiler geliştirmektir. Bu bizim için ne anlama gelmektedir? Gelin gerçekten çok basit bir birşey yapalım. Hücrelerin soyut kavramlar olmadıklarını kendimize hatırlatalım. Şunu bilelim ki hayatımızın gerçek anlamda sürekliliğini sağlayan bizim hücrelerimizdir. Bu sebeple, "Ne yiyorsak oyuz" deyişini "Hücrelerimiz ne yiyorsa oyuz" olarak da ifade edebiliriz-- bu hücreler bağırsak floramızda olduğu gibi insan hücresi olmasalar bile. Hücrelerin aynı zamanda günlük hayatımızda yaşadıklarımızda da bize aracı olduklarını ifade etmekte yarar var. Bizim duyduğumuz her sesin, aldığımız her görüntünün, tadın, kokunun ve hissettiğimiz her dokunuşun ardında duyu bilgilerini alan ve bizim için yorumlayan ayrı ayrı hücre kümelerinin rolü vardır. Bu da şu soruyu gündeme getirmektedir: çevreye karşı olan sorumluluklarımız arasına acaba kendi vücut ekosistemimizi de dahil edebilir miyiz?
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.
Bu konuyla ilgili daha sonra detaylı konuşabiliriz isterseniz. Şimdilik hepinize bol şanslar. Sağlıklı hücrelerinizin hepsinin daimi olması dileğiyle.
Thank you.
Teşekkürler.
(Applause)
(Alkış)