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.
Embrionalne komórki macierzyste są naprawdę niewiarygodne. To zestaw naprawczy naszego ciała. Są pluripotencjalne - mogą się zamieniać w dowolne komórki organizmu. Wkrótce będziemy mogli używać ich do wymiany komórek zniszczonych lub dotkniętych chorobą.
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.
Jednak nie o tym chcę dzisiaj mówić. Obecnie robimy z komórkami macierzystymi rzeczy nadzwyczajne - całkowicie zmieniające sposób, w jaki postrzegamy choroby i ich rozwój, zdolność rozumienia ich przyczyn, a nawet na sposób tworzenia leków. Wierzę, że badania nad komórkami macierzystymi pozwolą naszym dzieciom traktować chorobę Alzheimera, cukrzycę i inne choroby w sposób, w jaki traktujemy dzisiaj polio, czyli jako chorobę, której można zapobiec.
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 do this work and support it.
To niezwykła dziedzina nauki, będącą ogromną nadzieją ludzkości. Jednak, jak to było 35 lat temu, w przypadku zapłodnienia in vitro, aż do momentu narodzin zdrowego dziecka - Louise, dziedzina ta jest obiektem ataków i ma problemy ze zdobyciem funduszy. Badania naukowe podważa się, zamiast wspierać, a wiadomo, że niezbędne są prywatne, wolne od zewnętrznej ingerencji laboratoria, w których praca może być prowadzona w spokoju. Z tego powodu w 2005 roku założyliśmy "New York Stem Foundation Laboratory". Chcieliśmy stworzyć niewielką organizację zajmującą się badaniami tego typu.
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.
Szybko okazało się, że zarówno badania medyczne, farmaceutyczne oraz dotyczące terapii, zdominowane są przez duże organizacje. Jednak, w dziedzinie nowej, duże organizacje czasami mają problem ze zmianą sposobu działania i nie potrafią postawić właściwych pytań. Istnieje ogromna, zwiększająca się przepaść pomiędzy badaniami naukowymi, a biotechnologią i firmami farmaceutycznymi odpowiedzialnymi za produkcję leków i opracowywanie terapii. Zdawaliśmy sobie zatem sprawę, że aby naprawdę przyspieszyć leczenie musimy zmierzyć się z problemem w dwojaki sposób: z pomocą nowych technologii i modelu badań. Nie likwidując tej przepaści, nie ruszymy z miejsca. Musimy się na tym skoncentrować. Przez kilka lat zastanawialiśmy się nad listą koniecznych do zrobienia rzeczy. W rezultacie opracowaliśmy nową technologię, która składa się ze sprzętu i oprogramowania, które może wytworzyć tysiące, genetycznie zróżnicowanych linii komórek macierzystych, które posłużą do stworzenia awatarów nas samych na skalę światową. Zrobiliśmy to ponieważ uważamy, że to pozwoli w pełni wykorzystać potencjał, który niesie ze sobą odczytanie ludzkiego genomu. Pozwoli to na przeprowadzenie testów klinicznych z komórkami ludzkimi, nie zwierzęcymi, w celu stworzenia leków i terapii, które są efektywniejsze, bezpieczniejsze, szybsze i znacznie tańsze.
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.
Przedstawię to zagadnienie szerszej, by nakreślić pewien kontekst. Dziedzina ta jest całkowicie nowa. W 1998, po raz pierwszy zidentyfikowano ludzkie embrionalne komórki macierzyste, a 9 lat później grupa japońskich naukowców, używając silnych wirusów, zdołała przeprogramować komórki skóry tak, by wytworzyły rodzaj komórek pluripotencjalnych, zwanych indukowanymi pluripotencjalnie komórkami macierzystymi albo po prostu komórkami IPS. Było to nadzwyczajne odkrycie, ponieważ, mimo że komórki te nie są ludzkimi komórkami macierzystymi - stanowiącymi 'złoty standard', to świetnie nadają się do modelowania chorób oraz do opracowywania nowych leków.
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.
W 2008 roku, jeden z naszych naukowców wykorzystał to badanie. Pobrał wycinki skóry od ludzi chorych na ALS - stwardnienie zanikowe boczne, od ludzi chorych na ALS - stwardnienie zanikowe boczne, pobrane komórki zmienił w komórki IPS, następnie zmienił komórki IPS w motoneurony , które to właśnie ginęły w trakcie choroby. które to właśnie ginęły w trakcie choroby. Po prostu wziął zdrową komórkę i zamienił ją w chorą, a następnie wielokrotnie powtórzył poszczególne stadia rozwoju choroby. Nadzwyczajna sprawa. Po raz pierwszy mieliśmy do czynienia z modelem choroby pochodzącym od żyjącego pacjenta, w żywych komórkach ludzkich. Obserwując rozwój choroby, naukowiec odkrył, że w jej wyniku motoneurony faktycznie umierały w inny sposób niż badacze tej dziedziny wcześniej przypuszczali. Odpowiadał za to rodzaj komórek, produkujący toksyny i przyczyniający się do obumierania motoneuronów. Nie można było tego zaobserwować, aż do momentu wykorzystania ludzkiego modelu.
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.
Można zatem stwierdzić, że naukowcy poszukujący przyczyny choroby, bez możliwości wykorzystania modeli ludzkich komórek macierzystych, byli jak śledczy próbujący znaleźć przyczynę katastrofy lotniczej bez czarnej skrzynki czy urządzenia zapisującego parametry lotu. Mogli postawić hipotezę odnośnie ewentualnej przyczyny, ale tak na prawdę nie mieli możliwości wykazania, co doprowadziło do tragicznego wypadku. Komórki macierzyste umożliwiają wgląd do czarnej skrzynki chorób - to szansa, której wcześniej nie mieliśmy. W warunkach laboratoryjnych można powtórzyć przebieg wielu chorób i zaobserwować, co zaczyna się psuć w komunikacji międzykomórkowej na długo przed tym, zanim moglibyśmy dostrzec symptomy u pacjenta. To otwiera nam możliwości, które miejmy nadzieję, w niedalekiej przyszłości staną się normą, użycia komórek ludzkich do testowania leków.
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.
Obecny sposób testowania jest dosyć problematyczny. By wprowadzić lek na rynek potrzeba średnio 13 lat. Mowa tu o jednym leku, w który zainwestowano 4 miliardy dolarów do momentu rozpoczęcia nad nim pracy, a tylko 1 procent z wszystkich leków, które próbuje się wprowadzić na rynek, w końcu tam trafia. Trudno sobie wyobrazić inny biznes, w którym inwestuje się w podobny sposób i w takich sumach. w którym inwestuje się w podobny sposób i w takich sumach. To okropny model biznesowy, ale jeszcze gorszy społeczny - ponieważ, niesie ze sobą koszt dla nas wszystkich. Sposób w jaki teraz pracujemy nad lekami polega na testowaniu substancji rokujących nadzieje na... Kiedy nie mieliśmy modeli chorób opartych na komórkach ludzkich, testowaliśmy je na komórkach myszy, bądź innych stworzeń, lub wytworzonych sztucznie. Jednak wszystkim brakowało cech chorobowych, które próbowaliśmy leczyć. Ludzie to nie myszy i nie możemy przecież zainfekować żywej osoby, pobrać trochę komórek mózgowych bądź sercowych, i potem zacząć bawić się nimi w laboratorium, by przetestować obiecujący lek. Obecnie, używając ludzkich komórek macierzystych, możemy stworzyć awatary, czy to żywe motoneurony, "bijące" komórki serca, wątroby, czy też inne rodzaje komórek. I możemy testować substancje obiecujące na rzeczywistych komórkach, które próbujemy zainfekować. To się dzieje teraz i to na prawdę niezwykłe. We wczesnych etapach prób tworzenia i testowania leku będziemy już wiedzieć, nie będziemy musieli czekać 13 lat zanim lek zostanie wprowadzony na rynek, by się dowiedzieć, że w zasadzie nie działa, a co gorsza nawet szkodzi ludziom.
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.
Jednak nie wystarczy tylko przyjrzeć się komórkom pochodzącym od małej grupy osób. Musimy nabrać pewnego dystansu. Musimy spojrzeć z szerszej perspektywy. Rozejrzyjcie się wokół. Wszyscy jesteśmy inni, i choroba, która może zaatakować mnie, czy to choroba Alzheimera czy Parkinsona, prawdopodobnie dotknęłaby mnie w inny sposób, niż jeszcze inną osobę. A gdybyśmy oboje mieli chorobę Parkinsona i wzięlibyśmy ten sam lek, ale różnilibyśmy się pod względem genetycznym, lek ten prawdopodobnie odniósłby inny skutek. Mogłoby się okazać, że lek, który przyniósł cudowne efekty w moim przypadku, był całkowicie nieefektywny w innym. Może się zdarzyć, że lek, który szkodzi komuś innemu, jest bezpieczny dla mnie. To wydaje się oczywiste, ale niestety to jednak sposób w jaki przemysł farmaceutyczny opracowuje leki, bo do teraz nie miał odpowiednich narzędzi.
And so we need to move away 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.
Musimy zatem odejść od tego uniwersalnego podejścia. Sposób, w jaki opracowujemy nowe leki można porównać do sytuacji, gdy wchodząc do sklepu obuwniczego, nie jesteśmy pytani o rozmiar buta, lub jeżeli szukalibyśmy butów do tańca czy trekkingu, a sprzedawca mówi: "Masz stopy, więc oto twoje buty". Nie działa to w przypadku butów, a nasze ciała są przecież o wiele bardziej skomplikowane niż tylko stopy. Naprawdę musimy zmienić to uniwersalne podejście.
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.
W ostatniej dekadzie mieliśmy tego bardzo smutny przykład. Chodzi o pewien cudowny lek, w zasadzie grupę leków. Ten konkretny nazywał się Vioxx. Dla ludzi cierpiących na ciężkie zapalenie stawów lek ten był prawdziwym wybawieniem. Niestety pewna podgrupa tych ludzi odczuwała poważne efekty uboczne związane z sercem. Dla niektórych z nich okazały się tak poważne, że doprowadziły do zgonu. Spróbujcie wyobrazić sobie inny scenariusz, kiedy dysponujemy genetycznie zróżnicowanym zbiorem komórek sercowych, możemy przetestować Vioxx w szalkach Petriego i wywnioskować, że ludzie o danym genotypie doświadczą efektów ubocznych, ale około 25 tys. ludzi o innej genetycznej charakterystyce - innym "genetycznym rozmiarze buta", nie doświadczy żadnych problemów. Ludzie, dla których lek byłby wybawieniem, mogliby go stosować. Ludzie, dla których byłby zagrożeniem, nigdy by go nie dostali. Można sobie wyobrazić całkowicie inny skutek dla firmy, która musiałaby lek wycofać.
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, so we have to deal with this.
Niesamowite, prawda? Zdaliśmy sobie sprawę, że próbując rozwiązać ten problem, musimy oczywiście wziąć pod uwagę genetykę, i musimy pomyśleć o testowaniu leku na ludziach. Istnieje jednak jeden zasadniczy problem. Na chwilę obecną linie komórek macierzystych, czyli wyjątkowe grupy komórek, czyli wyjątkowe grupy komórek, są wytwarzane ręcznie, pojedynczo. Zajmuje to kilka miesięcy. Nie można tego przyspieszyć, a robiąc to ręcznie, nawet w najlepszych laboratoriach, pojawiają się różnice w metodach wytwarzaniach. Przygotowując lek, należy być pewnym, że aspiryna, którą wyciągamy z butelki w poniedziałek, jest tak sama jak ta, którą wyciągamy z butelki w środę. Pomyśleliśmy: "Dobrze, rzemieślnicza praca sprawdza się w przypadku ubrań czy zabawy z wypiekami i robótkami ale nie działa jeżeli chodzi o komórki macierzyste, i jakoś musimy sobie z tym poradzić.
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.
Istnieje jeszcze jedna duża przeszkoda, która odsyła nas do ludzkiego genomu, która odsyła nas do ludzkiego genomu, ponieważ wszyscy jesteśmy różni. Odczytaliśmy ludzki genom, który pokazał nam te wszystkie A, C, G i T - będące składnikami naszego kodu genetycznego. Ten kod sam w sobie, to nasze DNA, przypomina zera i jedynki kodu źródłowego z tą różnicą, że nie mamy komputera, który może go odczytać. To jak aplikacja na telefon bez telefonu. Musieliśmy znaleźć sposób połączenia biologii z tymi niesamowitymi danymi. Sposób polega na znalezieniu biologicznego zamiennika, który mógłby zawierać całą informację genetyczną. Ale musi być on ustawiony w takim porządku, aby mógł być odczytany wspólnie i stworzyć ten niesamowity awatar. Musimy mieć komórki macierzyste wszystkich podtypów biologicznych reprezentujących kim jesteśmy.
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.
Oto, co zbudowaliśmy. To zautomatyzowana technologia robotyczna. Posiada zdolność produkcji tysięcy linii komórek macierzystych, jest zestrojona z kolejnością kodu, pracuje równocześnie nad kilkoma jego wątkami co zmieni sposób odkrywania leków. Myślę, że do celowo, będziemy chcieli raz jeszcze przebadać na tego rodzaju matrycy, wszystkie obecnie istniejące leki. W przyszłości będziemy stosować te leki i terapie, które zostały przebadane pod kątem efektów ubocznych na wszystkich istotnych komórkach, na komórkach mózgu, serca i wątroby.
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)
Doprowadziło to do przełomu w postaci powstania medycyny spersonalizowanej. Dzieje się to tu i teraz, również w mój rodzinie. Mój syn ma cukrzycę typu 1, nadal będącą chorobą nieuleczalną. Z powodu raka i chorób serca straciłam rodziców. Moja historia pewnie brzmi znajomo, bo prawdopodobnie jest jakąś wersją waszej historii. W pewnym momencie życia wszyscy z nas, albo ludzie nam bliscy, stają się pacjentami uważam, że właśnie dlatego, badania nad komórkami macierzystymi są tak niezwykle istotne dla nas wszystkich. Dziękuję. (Brawa) (Brawa)