Embryonale Stammzellen sind fantastische Zellen. Sie sind unsere körpereigenen Reparatursets, und sie sind pluripotent -- das bedeutet, sie können sich in jede Körperzelle verwandeln. Schon bald werden wir mit Stammzellen beschädigte oder kranke Zellen ersetzen können.
So, embryonic stem cells are really incredible cells. They are our body's own repair kits, and they're pluripotent, which means they can morph into all of the cells in our bodies. Soon, we actually will be able to use stem cells to replace cells that are damaged or diseased.
Aber darüber möchte ich heute nicht sprechen. Denn im Moment machen wir mit Stammzellen ganz außergewöhnliche Dinge, die unsere Sichtweise von Krankheiten, unser Verständnis über deren Ursachen und sogar die Medikamentenherstellung grundlegend verändern. Ich glaube, dass Stammzellenforschung es unseren Kindern ermöglichen wird, Alzheimer, Diabetes und andere schwere Krankheiten eines Tages so zu sehen wie wir heute Polio -- nämlich als vermeidbare Krankheit.
But that's not what I want to talk to you about, because right now there are some really extraordinary things that we are doing with stem cells that are completely changing the way we look and model disease, our ability to understand why we get sick, and even develop drugs. I truly believe that stem cell research is going to allow our children to look at Alzheimer's and diabetes and other major diseases the way we view polio today, which is as a preventable disease.
Wir haben hier also ein unglaubliches Forschungsfeld, das gewaltige Hoffnungen für die Menschheit birgt. Aber wie vor über 35 Jahren die Befruchtung im Glas -- bis zur Geburt eines gesunden Babys namens Louise -- steht auch dieses Forschungsgebiet politisch und finanziell unter Beschuss. Bahnbrechende Forschung wird angezweifelt statt unterstützt. Wir erkannten, dass private Labore als sichere Zuflucht entscheidend waren, da dort diese Arbeit ungestört vorangetrieben werden konnte. Deshalb gründeten wir 2005 das New York Stem Cell Foundation Laboratory. Damit hatten wir eine kleine Institution, die diese Arbeit leisten und unterstützen konnte.
So here we have this incredible field, which has enormous hope for humanity, but much like IVF over 35 years ago, until the birth of a healthy baby, Louise, this field has been under siege politically and financially. Critical research is being challenged instead of supported, and we saw that it was really essential to have private safe haven laboratories where this work could be advanced without interference. And so, in 2005, we started the New York Stem Cell Foundation Laboratory so that we would have a small organization that could
Sehr schnell fanden wir heraus, dass die medizinische Forschung, aber auch die Entwicklung von Medikamenten und Therapien -- wie man das erwartet -- von großen Organisationen beherrscht wird. Aber große Organisationen stehen sich auf neuen Gebieten manchmal selbst im Weg. Manchmal stellen sie nicht die richtigen Fragen. Es gibt eine enorme, wachsende Kluft zwischen der akademischen Forschung auf der einen und Pharma- und Biotechunternehmen auf der anderen Seite, die für die Bereitstellung all unserer Medikamente und Therapien sorgen. Für schneller verfügbare Heilmittel und Therapien mussten wir also zwei Ansätze verfolgen: neue Technologien und ein neues Forschungsmodell. Wenn wir diese Kluft nämlich nicht schließen, bleiben wir genau da stehen, wo wir heute sind. Darüber will ich heute sprechen. Wir haben uns in den letzten Jahren dazu Gedanken gemacht und die notwendigen Schritte aufgelistet. Wir entwickelten eine neue Technologie. Sie besteht aus Software und Hardware und kann Tausende und Abertausende von genetisch unterschiedlichen Stammzelllinien generieren. Sie kann eine umfassende Matrix erzeugen, im Grunde Avatare von uns selbst. Wir haben das getan, weil wir glauben, dass wir so das Potenzial -- die Chance -- nutzen können, die in der Sequenzierung des menschlichen Genoms liegt. Das erlaubt uns, klinische Versuche an menschlichen -- nicht tierischen Zellen -- in einer Schale durchzuführen, um Medikamente und Therapien zu entwickeln, die viel effektiver, sicherer und schneller sind, und das bei geringeren Kosten.
do this work and support it. What we saw very quickly is the world of both medical research, but also developing drugs and treatments, is dominated by, as you would expect, large organizations, but in a new field, sometimes large organizations really have trouble getting out of their own way, and sometimes they can't ask the right questions, and there is an enormous gap that's just gotten larger between academic research on the one hand and pharmaceutical companies and biotechs that are responsible for delivering all of our drugs and many of our treatments, and so we knew that to really accelerate cures and therapies, we were going to have to address this with two things: new technologies and also a new research model. Because if you don't close that gap, you really are exactly where we are today. And that's what I want to focus on. We've spent the last couple of years pondering this, making a list of the different things that we had to do, and so we developed a new technology, It's software and hardware, that actually can generate thousands and thousands of genetically diverse stem cell lines to create a global array, essentially avatars of ourselves. And we did this because we think that it's actually going to allow us to realize the potential, the promise, of all of the sequencing of the human genome, but it's going to allow us, in doing that, to actually do clinical trials in a dish with human cells, not animal cells, to generate drugs and treatments that are much more effective, much safer, much faster, and at a much lower cost.
Ich möchte das Thema in einen größeren Zusammenhang setzen und Ihnen den Hintergrund erklären. Dieses Forschungsgebiet ist ganz neu. 1998 wurden erstmals menschliche embryonale Stammzellen identifiziert. Nur 9 Jahre später gelang es einer Gruppe japanischer Wissenschaftler, Hautzellen mithilfe aggressiver Viren umzuprogrammieren und so eine Art pluripotente Stammzelle zu erschaffen, eine so genannte induzierte pluripotente Stammzelle, die wir auch als IPS-Zelle bezeichnen. Das war ein außergewöhnlicher Fortschritt. Denn obwohl diese Zellen keine menschlichen embryonalen Stammzellen sind, die immer noch als Maßstab gelten, eignen sie sich hervorragend, um Krankheiten zu simulieren und möglicherweise neue Medikamente zu entwickeln.
So let me put that in perspective for you and give you some context. This is an extremely new field. In 1998, human embryonic stem cells were first identified, and just nine years later, a group of scientists in Japan were able to take skin cells and reprogram them with very powerful viruses to create a kind of pluripotent stem cell called an induced pluripotent stem cell, or what we refer to as an IPS cell. This was really an extraordinary advance, because although these cells are not human embryonic stem cells, which still remain the gold standard, they are terrific to use for modeling disease and potentially for drug discovery.
Einer unserer Forscher führte die Versuche ein paar Monate später, 2008, weiter. Er entnahm Hautgewebe von Menschen, die an ALS litten -- einer degenerativen Nervenerkrankung. Er wandelte sie in die IPS-Zellen um, von denen ich gerade sprach. Die IPS-Zellen wiederum wandelte er in jene Motoneuronen um, die im Verlauf der Krankheit absterben. Er nahm also eine gesunde Zelle und wandelte sie in eine kranke Zelle um. Immer und immer wieder vollzog er die Erkrankung in der Schale nach. Das war großartig, denn zum ersten Mal hatten wir das Modell einer Krankheit eines lebenden Patienten in lebendigen menschlichen Zellen. Er sah dem Verlauf der Krankheit zu, und so erkannte er, dass Motoneuronen ganz anders starben als bisher angenommen. Es gab eine andere Zellart, die einen Giftstoff aussandte, der zum Tod der Motoneuronen beitrug. Wir konnten das aber erst sehen, als wir das menschliche Modell hatten.
So a few months later, in 2008, one of our scientists built on that research. He took skin biopsies, this time from people who had a disease, ALS, or as you call it in the U.K., motor neuron disease. He turned them into the IPS cells that I've just told you about, and then he turned those IPS cells into the motor neurons that actually were dying in the disease. So basically what he did was to take a healthy cell and turn it into a sick cell, and he recapitulated the disease over and over again in the dish, and this was extraordinary, because it was the first time that we had a model of a disease from a living patient in living human cells. And as he watched the disease unfold, he was able to discover that actually the motor neurons were dying in the disease in a different way than the field had previously thought. There was another kind of cell that actually was sending out a toxin and contributing to the death of these motor neurons, and you simply couldn't see it until you had the human model.
Man kann also sagen: Wissenschaftler, die ohne menschliche Stammzellenmodelle die Ursache einer Krankheit zu erforschen versuchten, waren wie Ermittler, die ohne Blackbox oder Flugschreiber nach dem Grund eines Flugzeugabsturzes suchen. Sie konnten vermuten, was schiefgegangen war, aber sie hatten nicht die leiseste Ahnung, was die Katastrophe herbeigeführt hatte. Stammzellen haben uns die Blackbox für Krankheiten geliefert. Sie bieten völlig neue Möglichkeiten. Es ist außerordentlich, weil wir sehr viele Krankheiten in der Schale reproduzieren können. Man kann sehen, wie der Signalaustausch der Zellen zu versagen beginnt, lange bevor man beim Patienten Symptome beobachtet. Dies versetzt uns in die Lage --, und das wird hoffentlich in naher Zukunft zum Standard -- zum Testen von Medikamenten menschliche Zellen zu nutzen.
So you could really say that researchers trying to understand the cause of disease without being able to have human stem cell models were much like investigators trying to figure out what had gone terribly wrong in a plane crash without having a black box, or a flight recorder. They could hypothesize about what had gone wrong, but they really had no way of knowing what led to the terrible events. And stem cells really have given us the black box for diseases, and it's an unprecedented window. It really is extraordinary, because you can recapitulate many, many diseases in a dish, you can see what begins to go wrong in the cellular conversation well before you would ever see symptoms appear in a patient. And this opens up the ability, which hopefully will become something that is routine in the near term, of using human cells to test for drugs.
Aktuelle Arzneimitteltests sind sehr problematisch. Ein einziges erfolgreiches Arzneimittel auf den Markt zu bringen, dauert im Durchschnitt 13 Jahre und kostet 4 Milliarden Dollar. Nur 1 % der Arzneimittel, die in die Testphase gelangen, werden tatsächlich auf den Markt gebracht. Es wäre unvorstellbar, in eine Branche einzusteigen, die solche Zahlen schreibt. Das Geschäftskonzept ist fürchterlich. Noch schlechter ist es als gesellschaftliches Modell, wenn man den Aufwand bedenkt und was es uns alle kostet. Also entwickeln wir heute Arzneimittel, indem wir vielversprechende Verbindungen testen. Wir hatten keine Krankheitsmodelle aus menschlichen Zellen. Also testeten wir an Mäusezellen, an anderen Tierzellen oder an selbst gezüchteten Zellen. Aber ihnen fehlen die Eigenschaften der Krankheiten, die wir zu heilen versuchen. Wir sind keine Mäuse. Lebenden Menschen mit einer Krankheit kann man nicht einfach Gehirn- oder Herzzellen entnehmen, um dann in einem Labor an ihnen ein vielversprechendes Medikament zu testen. Aber heute kann man aus menschlichen Stammzellen tatsächlich Avatare erschaffen. Man kann Zellen entwickeln, seien es lebendige Motoneuronen, Herzzellen, die schlagen, Leberzellen oder andere Zellen. Man kann Arzneimittel und vielversprechende Verbindungen an genau jenen Zellen erproben, die man später behandeln will. Das ist der heutige Stand, und das ist absolut unglaublich. Künftig wissen wir von Anfang an Bescheid, in der frühen Testphasen und in der Erprobung selbst. Wir müssen nicht 13 Jahre warten, bis das Medikament auf dem Markt ist, nur um dann herauszufinden, dass es nicht die erwünschte Wirkung hat oder Menschen sogar schadet.
Right now, the way we test for drugs is pretty problematic. To bring a successful drug to market, it takes, on average, 13 years — that's one drug — with a sunk cost of 4 billion dollars, and only one percent of the drugs that start down that road are actually going to get there. You can't imagine other businesses that you would think of going into that have these kind of numbers. It's a terrible business model. But it is really a worse social model because of what's involved and the cost to all of us. So the way we develop drugs now is by testing promising compounds on -- We didn't have disease modeling with human cells, so we'd been testing them on cells of mice or other creatures or cells that we engineer, but they don't have the characteristics of the diseases that we're actually trying to cure. You know, we're not mice, and you can't go into a living person with an illness and just pull out a few brain cells or cardiac cells and then start fooling around in a lab to test for, you know, a promising drug. But what you can do with human stem cells, now, is actually create avatars, and you can create the cells, whether it's the live motor neurons or the beating cardiac cells or liver cells or other kinds of cells, and you can test for drugs, promising compounds, on the actual cells that you're trying to affect, and this is now, and it's absolutely extraordinary, and you're going to know at the beginning, the very early stages of doing your assay development and your testing, you're not going to have to wait 13 years until you've brought a drug to market, only to find out that actually it doesn't work, or even worse, harms people.
Aber es reicht nicht, nur die Zellen einiger weniger oder einer kleinen Gruppe von Leuten zu untersuchen. Wir müssen einen Schritt zurücktreten und das große Ganze betrachten. Schauen Sie sich um, wir sind alle verschieden. Eine Krankheit, die ich haben könnte -- sagen wir Alzheimer oder Parkinson --, würde sich bei mir wahrscheinlich anders auswirken, als wenn einer von Ihnen die Krankheit hätte. Wenn wir beide Parkinson hätten und wir nähmen dasselbe Medikament, hätten aber unterschiedliches Erbgut, würde das Ergebnis wahrscheinlich unterschiedlich ausfallen. Es könnte sein, dass ein Medikament bei mir gut wirkt, aber bei Ihnen keine Wirkung zeigt. Es könnte auch sein, dass ein Medikament für Sie schädlich ist, jedoch für mich nicht. Das klingt völlig logisch. Aber leider entwickelt die Pharmaindustrie Medikamente nicht auf diese Art, weil ihr bislang das nötige Werkzeug fehlte.
But it isn't really enough just to look at the cells from a few people or a small group of people, because we have to step back. We've got to look at the big picture. Look around this room. We are all different, and a disease that I might have, if I had Alzheimer's disease or Parkinson's disease, it probably would affect me differently than if one of you had that disease, and if we both had Parkinson's disease, and we took the same medication, but we had different genetic makeup, we probably would have a different result, and it could well be that a drug that worked wonderfully for me was actually ineffective for you, and similarly, it could be that a drug that is harmful for you is safe for me, and, you know, this seems totally obvious, but unfortunately it is not the way that the pharmaceutical industry has been developing drugs because, until now, it hasn't had the tools. And so we need to move away
Wir müssen uns also vom Einheitsmodell verabschieden. Wir entwickeln Arzneimittel im Grunde so, als würden wir in ein Schuhgeschäft gehen, wo niemand uns nach unserer Größe fragt, oder ob wir tanzen oder bergsteigen wollen. Man sagt uns nur: "Sie haben Füße, hier sind Ihre Schuhe." Mit Schuhen funktioniert das nicht und unsere Körper sind viel komplexer als nur unsere Füße allein. Also müssen wir hier wirklich etwas ändern.
from this one-size-fits-all model. The way we've been developing drugs is essentially like going into a shoe store, no one asks you what size you are, or if you're going dancing or hiking. They just say, "Well, you have feet, here are your shoes." It doesn't work with shoes, and our bodies are many times more complicated than just our feet. So we really have to change this.
Im letzten Jahrzehnt gab es ein trauriges Beispiel dafür. Es gab ein gutes Medikament -- eigentlich eine Medikamentenklasse -- es ging um das Medikament Vioxx. Für Leute, die an schwerer Arthritis [Gelenkentzündung] litten, war das Medikament ein echter Lebensretter. Aber für einen Teil dieser Leute hatte es gravierende Nebenwirkungen für das Herz. Bei einem Teil dieser Leute belasteten die Nebenwirkungen das Herz so schwer, dass sie tödlich waren. Nun stellen Sie sich ein anderes Szenario vor. Wir hätten eine Reihe genetisch verschiedener Herzzellen gehabt, hätten das Medikament Vioxx in Petri-Schalen testen können und hätten herausgefunden: Okay, bei Menschen mit diesem Gentyp treten Nebenwirkungen am Herzen auf und bei Menschen jener genetischen Untergruppen oder genetischen Schuhgrößen -- ca. 25 000 -- werden keine Probleme auftreten. Die Leute, für die sie ein Lebensretter war, hätten ihre Medizin weiternehmen können. Leuten, für die es schlecht oder gar tödlich war, hätte man es nie verschrieben. Auch die Folgen für die Firma, die das Medikament vom Markt nehmen musste, wären andere gewesen.
There was a very sad example of this in the last decade. There's a wonderful drug, and a class of drugs actually, but the particular drug was Vioxx, and for people who were suffering from severe arthritis pain, the drug was an absolute lifesaver, but unfortunately, for another subset of those people, they suffered pretty severe heart side effects, and for a subset of those people, the side effects were so severe, the cardiac side effects, that they were fatal. But imagine a different scenario, where we could have had an array, a genetically diverse array, of cardiac cells, and we could have actually tested that drug, Vioxx, in petri dishes, and figured out, well, okay, people with this genetic type are going to have cardiac side effects, people with these genetic subgroups or genetic shoes sizes, about 25,000 of them, are not going to have any problems. The people for whom it was a lifesaver could have still taken their medicine. The people for whom it was a disaster, or fatal, would never have been given it, and you can imagine a very different outcome for the company, who had to withdraw the drug.
Das ist also großartig. Beim Versuch dieses Problem zu lösen, mussten wir also natürlich über Genetik und die Erprobung am Menschen nachdenken. Aber es gibt da ein grundlegendes Problem, denn zurzeit werden Stammzelllinien, so großartig sie auch sind -- und Linien sind einfach Zellgruppen -- von Hand gemacht, eine nach der anderen, und das dauert einige Monate. Das ist für große Mengen ungeeignet. Zusätzlich gibt es bei der manuellen Ausführung selbst in den besten Laboren verschiedene Techniken. Aber bei der Entwicklung von Medikamenten muss man sicher sein, dass das Aspirin, das man am Montag aus der Flasche nimmt, das gleiche ist wie das, das am Mittwoch aus der Flasche kommt. Unter diesem Gesichtspunkt dachten wir: Handwerk ist toll bei Kleidung, bei Brot und Kunsthandwerk, aber Handwerk wird bei Stammzellen nicht funktionieren, also müssen wir da etwas machen.
So that is terrific, and we thought, all right, as we're trying to solve this problem, clearly we have to think about genetics, we have to think about human testing, but there's a fundamental problem, because right now, stem cell lines, as extraordinary as they are, and lines are just groups of cells, they are made by hand, one at a time, and it takes a couple of months. This is not scalable, and also when you do things by hand, even in the best laboratories, you have variations in techniques, and you need to know, if you're making a drug, that the Aspirin you're going to take out of the bottle on Monday is the same as the Aspirin that's going to come out of the bottle on Wednesday. So we looked at this, and we thought, okay, artisanal is wonderful in, you know, your clothing and your bread and crafts, but artisanal really isn't going to work in stem cells,
Aber selbst wenn wir das hinbekamen, gab es da eine weitere große Hürde.
so we have to deal with this.
Dies führt uns zurück zur Abbildung des menschlichen Genoms, weil wir alle verschieden sind. Von der Sequenzierung des menschlichen Genoms wissen wir, dass es As, Cs, Gs und Ts sind, aus denen unser genetischer Code besteht. Aber dieser Code an sich, also unsere DNA, sieht aus wie die Einsen und Nullen des Computercodes, nur fehlt uns der Computer zum Lesen. So als hätte man eine App, aber kein Smartphone. Wir mussten einen Weg finden, die Biologie und diese unglaublichen Daten zu verbinden. Die einzige Methode dazu war es, einen biologischen Platzhalter zu finden, der die gesamte genetische Information beinhaltet, diese aber auf eine Weise anordnet, die als Ganzes lesbar ist, und so in der Tat einen unglaublichen Avatar ergäbe. Wir brauchen Stammzellen von allen genetischen Subtypen, die uns alle repräsentieren.
But even with that, there still was another big hurdle, and that actually brings us back to the mapping of the human genome, because we're all different. We know from the sequencing of the human genome that it's shown us all of the A's, C's, G's and T's that make up our genetic code, but that code, by itself, our DNA, is like looking at the ones and zeroes of the computer code without having a computer that can read it. It's like having an app without having a smartphone. We needed to have a way of bringing the biology to that incredible data, and the way to do that was to find a stand-in, a biological stand-in, that could contain all of the genetic information, but have it be arrayed in such a way as it could be read together and actually create this incredible avatar. We need to have stem cells from all the genetic sub-types that represent who we are.
Also haben wir Folgendes gebaut. Das ist automatisierte Robotertechnik. Sie hat die Kapazität, Tausende und Abertausende von Stammzelllinien zu produzieren, die genetisch geordnet sind. Sie kann enorm viele Vorgänge parallel verarbeiten und wird die Art und Weise verändern, wie Medikamente entwickelt werden. Ich denke, das wird darauf hinauslaufen, dass wir bereits existierende Medikamente erneut in solchen Tests überprüfen wollen, und zwar alle erhältlichen Medikamente. Künftig werden Sie Medikamente und Behandlungen bekommen, deren Nebenwirkungen an allen wichtigen Zellen wie Hirn-, Herz- und Leberzellen getestet wurden.
So this is what we've built. It's an automated robotic technology. It has the capacity to produce thousands and thousands of stem cell lines. It's genetically arrayed. It has massively parallel processing capability, and it's going to change the way drugs are discovered, we hope, and I think eventually what's going to happen is that we're going to want to re-screen drugs, on arrays like this, that already exist, all of the drugs that currently exist, and in the future, you're going to be taking drugs and treatments that have been tested for side effects on all of the relevant cells, on brain cells and heart cells and liver cells.
Damit stehen wir an der Schwelle zur individualisierten Medizin. Sie ist jetzt verfügbar. In unserer Familie -- mein Sohn hat Typ-1-Diabetes, eine Krankheit, die immer noch unheilbar ist. Meine Eltern habe ich an Herzerkrankung und Krebs verloren, aber ich denke, dass Ihnen meine Geschichte vertraut vorkommt, da sie wahrscheinlich eine Variante Ihrer eigenen Geschichte ist. An einem bestimmten Punkt im Leben werden wir alle oder Menschen, die wir lieben, zu Patienten. Deshalb denke ich, dass Stammzellenforschung für uns alle unermesslich wichtig ist. Vielen Dank. (Applaus) (Applaus)
It really has brought us to the threshold of personalized medicine. It's here now, and in our family, my son has type 1 diabetes, which is still an incurable disease, and I lost my parents to heart disease and cancer, but I think that my story probably sounds familiar to you, because probably a version of it is your story. At some point in our lives, all of us, or people we care about, become patients, and that's why I think that stem cell research is incredibly important for all of us. Thank you. (Applause) (Applause)