Good morning everybody.
Доброго ранку!
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.
Я працюю з надзвичайними крихітними створіннями, що називаються клітини. І дозвольте розповісти вам, як це воно - вирощувати ці клітини в лабораторії. Я працюю в лабораторії, де ми беремо клітини з їх природнього середовища і поміщаємо їх у чаші, котрі ми іноді називаємо чашки Петрі. І ми годуємо їх, стерильно, безумовно, так званим поживним середовищем, це щось на зразок їх їжі, і вирощуємо ми їх в інкубаторах.
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.
Для чого я це роблю? Ми спостерігаємо за клітинами у чаші, і вони знаходяться просто на поверхні. Але, чим ми насправді займаємось у моїй лабораторії - це намагаємось створити з них тканини. Що це взагалі значить? Що-ж, це значить зрощування справжнього серця, скажімо, чи частини кістки, що зможуть бути імплантовані в тіло. І це не все, їх можна також використовувати для моделювання хвороби. А для цієї мети традиційних методів вирощування клітин є просто недостатньо. У цих клітин є щось на зразок ностальгії за домом, у чаші вони не почувають себе, як вдома. Й тому ми маємо краще копіювати їхнє природнє середовище, щоб сприяти їх розмноженню. Ми називаємо цей підхід біоміметичною парадигмою - копіювання природного середовища в лабораторних умовах.
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.
Давайте розглянемо це на прикладі серця, що являється предметом багатьох моїх досліджень. Що робить серце унікальним? Ну, серце б'ється. Ритмічно, невпинно, віддано. Ми досягли цього ж в лабораторії, під'єднавши електроди до системи вирощування клітин. Ці електроди діють, як мінікардіостимулятори, примушуючи клітини скорочуватись. Що ще нам відомо про серце? Ну, клітини серця дуже жадібні. Природа живить серцеві клітини у вашому тілі дуже, дуже потужним кровотоком. В лабораторних умовах, ми копіюємо канали в біоматеріалах, на котрих вирощуємо клітини. І це дозволяє поживному середовищу, їжі клітин, проникати через каркас, де ми вирощуємо клітини, і котрий дуже нагадує капілярне ложе в серці.
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.
І це приводить мене до першого уроку - життя здатне творити великі речі, користуючись зовсім малим. Візьмемо, для прикладу, електростимуляцію. Погляньте, наскільки могутньою може бути така проста річ. Зліва, ми бачимо невеликий шматочок серцевої тканини, що б'ється. Його я створила в лабораторії з клітин щура і розміром він з міні-маршмелоу. І за тиждень воно все ще б'ється. Це видно у верхньому лівому кутку, але не хвилюйтесь, якщо вам погано видно. Дивовижно, що ці клітини взагалі б'ються. Проте, що дійсно вражає, так це те, що коли ці клітини стимулювати електрично, як, наприклад, електростимулятором, вони б'ються набагато сильніше.
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?
І це приводить мене до уроку за номером два - клітини виконують усю роботу. Певною мірою тканинні інженери мають тут, свого роду, кризу самовизначення, оскільки інженери-будівельники будують мости та інші великі об'єкти, комп'ютерні інженери - комп'ютери, а чим займаємось ми - то це, власне, побудовою високоефективних технологій для самих клітин. Що це означає для нас? Давайте зробимо щось дуже просте. Давайте пригадаємо, що клітина - це не абстрактне поняття. Згадаймо, що наші клітини підтримують наше життя у найпряміший спосіб. "Ми те, що ми їмо", можна з легкістю перефразувати у "Ми те, що їдять наші клітини." Й коли йдеться про флору нашого кишківника - ті клітини можуть навіть не бути людськими Але також варто зазначити, що клітини також є посередниками наших життєвих переживань За кожним звуком, зображенням, дотиком, смаком і запахом стоїть відповідний набір клітин, котрий отримує цю інформацію та інтерпретує її для нас. І це наштовхує нас на запитання: чи варто нам розширити розуміння захисту навколишнього середовища і включити в нього екосистему нашого тіла?
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.
Я запрошую вас до подальшої дискусії на цю тему, а наразі - я бажаю вам успіхів! І нехай жодна з ваших неракових клітин не стане зникаючим видом.
Thank you.
Дякую.
(Applause)
(Оплески)