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.
As células estaminais embrionárias são células realmente incríveis. São os próprios "kits" de reparação do nosso corpo e são pluripotentes, o que significa que se podem transformar em todas as células do nosso corpo. Em breve seremos capazes de usar células estaminais para substituir células que estão danificadas ou doentes.
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.
Mas não é disso que vos quero falar porque, neste momento, há algumas coisas realmente extraordinárias que estamos a fazer com células estaminais que estão a mudar completamente o modo como compreendemos e estudamos as doenças, a nossa capacidade de percebermos porque é que ficamos doentes e mesmo para desenvolver medicamentos. Acredito realmente que a investigação com células estaminais vai permitir que os nossos filhos olhem para o Alzheimer e a diabetes e outras grandes doenças da mesma maneira que hoje olhamos para a pólio, como uma doença que se pode prevenir.
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.
Portanto temos aqui uma área incrível, que acalenta enormes esperanças para a humanidade, mas, tal como a Fertilização In Vitro, há mais de 35 anos, até ao nascimento do primeiro bebé saudável, Louise, esta área tem estado sob cerco político e financeiro. Estudos fundamentais têm sido contestados em vez de apoiados e percebemos que era mesmo essencial termos laboratórios privados, seguros, protegidos, onde este trabalho pudesse avançar sem interferência. Assim, em 2005, começámos o New York Stem Cell Foundation Laboratory para termos uma pequena organização que pudesse fazer este trabalho e apoiá-lo.
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.
O que percebemos muito depressa foi que, tanto o mundo da investigação médica como o mundo dos tratamentos e desenvolvimento de medicamentos são dominados, como seria de esperar, por grandes organizações, mas, numa nova área, por vezes as grandes organizações têm muita dificuldade em sair do seu próprio caminho e, por vezes, não conseguem fazer as perguntas certas. Há um enorme fosso, que só se tem tornado maior, entre a investigação académica, por um lado, e as empresas farmacêuticas e de biotecnologia, que são responsáveis por distribuir todos os nossos medicamentos e muitos dos nossos tratamentos. Portanto, sabíamos que, para acelerar as curas e terapias, tínhamos de resolver isto com duas coisas: novas tecnologias e também um novo modelo de investigação. Porque, se não acabarmos com esse fosso, vamos estar exactamente onde estamos hoje. É nisso que me quero focar. Passámos os últimos anos a ponderar isto, a fazer uma lista das várias coisas que temos de fazer, e, portanto, desenvolvemos uma nova tecnologia. É um "software" e um "hardware" que, na realidade, conseguem gerar milhares e milhares de linhas celulares estaminais geneticamente diversas para criar um quadro global, no fundo, avatares de nós próprios. Fizemos isto porque pensamos, na verdade, que isto vai permitir-nos avaliar o potencial, a promessa da sequenciação do genoma humano, e, ao fazê-lo, vai permitir-nos também realizar ensaios clínicos numa placa com células humanas, e não células animais, para desenvolver medicamentos e tratamentos que são muito mais eficazes, muito mais seguros, muito mais rápidos e a um custo muito mais reduzido.
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.
Vou então colocar isto em perspectiva para vocês e fornecer-vos algum contexto. Esta é uma área completamente nova. Em 1998, células estaminais embrionárias humanas foram identificadas pela primeira vez e, apenas nove anos depois, um grupo de cientistas no Japão foi capaz de pegar em células da pele e reprogramá-las com vírus muito poderosos para criar um tipo de células estaminais pluripotentes chamado "células estaminais pluripotentes induzidas" a que nos referimos como células iPS. Este foi um avanço extraordinário porque, apesar destas células não serem células estaminais embrionárias humanas, que continuam a ser o padrão de referência, não deixam de ser fantásticas para desenvolver modelos de doenças e, potencialmente, para a descoberta de medicamentos.
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.
Uns meses mais tarde, em 2008, um dos nossos cientistas desenvolveu essa investigação. Recolheu biópsias de pele, desta vez, de pessoas que tinham uma doença, ELA [esclerose lateral amiotrófica]. Ele transformou-as nas células iPS, de que acabei de vos falar, e depois transformou essas células iPS em neurónios motores, que morrem no decurso da doença. Portanto, o que ele fez, foi retirar uma célula saudável e transformá-la numa célula doente, recapitulando a doença vezes sem conta no laboratório. Isso foi extraordinário porque era a primeira vez que tínhamos um modelo de uma doença de um paciente vivo em células humanas vivas. À medida que ele assistiu ao desenvolvimento da doença, foi capaz de descobrir que, na verdade, os neurónios motores estavam a morrer de uma maneira diferente daquela que se pensava anteriormente. Havia um outro tipo de célula que estava a enviar uma toxina e a contribuir para a morte destes neurónios motores. Simplesmente não podíamos perceber isso até termos um modelo humano.
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.
Podemos mesmo dizer que, para os cientistas, tentar perceber a causa de uma doença sem terem acesso a modelos de células estaminais humanas é como os detetives tentarem perceber o que aconteceu de errado num acidente aéreo sem terem a caixa negra ou o registo de vôo. Podiam colocar hipóteses sobre o que aconteceu de errado mas realmente não teriam maneira de saber o que levou à catástrofe. As células estaminais deram-nos a caixa negra das doenças. Esta é uma oportunidade sem precedentes. É realmente extraordinário, porque podemos recapitular muitas e muitas doenças no laboratório. Podemos perceber o que começa por correr mal, nas conversas celulares muito antes de vermos os sintomas a aparecer no doente. E isto abre a possibilidade, que, esperemos, se tornará algo de rotineiro num futuro próximo, de usar células humanas para testar medicamentos.
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.
Neste momento, a maneira como testamos os medicamentos é bastante problemática. Fazer chegar um medicamento bem sucedido ao mercado leva, em média, 13 anos — só um medicamento — com um custo irrecuperável de 3 mil milhões de euros. Apenas 1% dos medicamentos que começam a ser explorados é que chegam realmente lá. Não há nenhum outro negócio em que pudéssemos considerar investir que tenha este tipo de números. É um modelo de negócios terrível. Mas é um modelo social ainda pior, devido a tudo o que implica e ao custo para todos nós. A maneira como desenvolvemos medicamentos hoje em dia é testando compostos promissores. Não tínhamos modelos de doenças com células humanas, por isso, andámos a testar esses compostos em células de ratinhos ou de outros animais ou em células que modificámos geneticamente, mas que não têm as características das doenças que estamos realmente a tentar curar. Não somos ratinhos e não podemos ir ter com uma pessoa doente e simplesmente retirar algumas células do cérebro ou do coração e depois começar a testar no laboratório um medicamento promissor. Mas o que podemos fazer agora, com células estaminais humanas, é criar verdadeiros avatares. Podemos gerar células, quer sejam os neurónios motores vivos ou as células do coração a pulsar ou células do fígado ou outros tipos de células. Podemos testar medicamentos, compostos promissores, nas células que estamos a tentar influenciar. Isto é o presente, e é absolutamente extraordinário. Vamos saber desde o início, nas primeiríssimas fases dos nossos ensaios farmacêuticos e testes. Não vamos ter de esperar 13 anos até fazermos chegar um medicamento ao mercado para só depois descobrir que não funciona ou, ainda pior, que é prejudicial para as pessoas.
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.
Mas não basta estudar as células de algumas pessoas ou de um pequeno grupo de pessoas porque temos de dar um passo atrás. Temos de olhar para o todo. Olhem à volta nesta sala. Somos todos diferentes. Uma doença que eu possa ter — se eu tivesse a doença de Alzheimer ou de Parkinson — provavelmente afectar-me-ia de uma forma diferente do que se fosse um de vocês a tê-la. Se ambos tivéssemos a doença de Parkinson e tomássemos a mesma medicação mas tivéssemos uma genética diferente, provavelmente teríamos um resultado diferente. Pode ser até que um medicamento que funcione maravilhosamente em mim seja, na verdade, ineficaz em vocês. Da mesma maneira, um medicamento que seja nocivo para vocês pode ser seguro para mim. Isto pode parecer-vos completamente óbvio mas, infelizmente, não é o modo como a indústria farmacêutica tem desenvolvido medicamentos
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.
porque, até agora, não tem tido as ferramentas. Temos de nos afastar deste modelo de "tamanho único". A maneira como temos desenvolvido medicamentos é, basicamente, como ir a uma sapataria. Ninguém nos pergunta qual é o nosso tamanho ou se vamos dançar ou fazer caminhadas. Dizem apenas: "Bom, tem pés, aqui estão os seus sapatos." Isto não funciona para os sapatos e os nossos organismos são muito mais complicados do que os nossos pés.
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.
Temos mesmo de mudar isto. Houve um exemplo muito triste disto na última década. Há um medicamento maravilhoso, uma classe de medicamentos, mas este medicamento em particular era o Vioxx. Para as pessoas que sofriam de dores intensas nas artroses, este medicamento era um salva-vidas absoluto. Mas, infelizmente, um subgrupo dessas pessoas sofria de efeitos secundários cardíacos graves. Para um subgrupo dessas pessoas, os efeitos secundários eram tão graves, — os efeitos secundários cardíacos — que eram fatais. Mas imaginem um cenário diferente em que pudéssemos ter feito um quadro genético diversificado das células cardíacas, e pudéssemos ter testado aquele medicamento, o Vioxx, em placas de Petri e ter percebido: "Ok, as pessoas deste tipo genético vão ter problemas cardíacos "e as pessoas destes subgrupos genéticos "ou com este tamanho de calçado genético — que são cerca de 25 000 — "não vão ter nenhuns problemas." As pessoas para as quais o Vioxx era um salva-vidas podiam continuar a tomar o seu medicamento. As pessoas para as quais era um desastre, ou fatal, nunca o teriam tomado e podem imaginar um resultado muito diferente para a empresa que teve de retirar o medicamento.
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.
Portanto, isto é terrível e pensámos, enquanto tentávamos resolver este problema, que tínhamos evidentemente de pensar na genética, tínhamos de pensar em testes humanos. Mas há um problema fundamental porque, neste momento, as linhas de células estaminais, por mais extraordinárias que sejam — e linhas são apenas grupos de células — são feitas manualmente, uma de cada vez, e isso leva alguns meses. Não podemos apressar-nos e, além disso, quando fazemos coisas manualmente, mesmo nos melhores laboratórios, há variações nas técnicas. Precisamos de saber, quando desenvolvemos um medicamento, que a aspirina que tiramos do frasco na segunda-feira é a mesma aspirina que vamos tirar do frasco na quarta-feira. Portanto, olhámos para isto e pensámos: "O artesanal é maravilhoso, por exemplo, para o vestuário, "para o pão e para o artesanato, "mas o artesanal não vai funcionar para as células estaminais "portanto, temos de tratar disto."
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.
Mas mesmo tratando disso, havia ainda um outro grande obstáculo e isso, na verdade, leva-nos de novo ao mapeamento do genoma humano, porque somos todos diferentes. A sequenciação do genoma humano mostrou-nos todos os A, C, G e T que fazem o nosso código genético mas esse código, por si só, o nosso ADN, é como olhar para os zeros e uns do código computacional e não ter um computador para o ler. É como ter uma aplicação sem ter um Smartphone. Precisávamos de ter uma maneira de juntar a biologia àqueles dados incríveis e a maneira de o fazer foi encontrar um substituto biológico, que pudesse conter toda a informação genética mas tê-la ordenada de uma tal maneira que pudesse ser lida toda junta e criar, na realidade, este incrível avatar. Temos de ter células estaminais de todos os subtipos genéticos que representam quem somos.
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.
Portanto, foi isto que construímos. É uma tecnologia robótica automatizada. Tem a capacidade de produzir milhares e milhares de linhas de células estaminais. Está ordenado geneticamente. Tem uma enorme capacidade de processamento paralelo e vai mudar a forma como os medicamentos são descobertos, esperamos nós. Acho que, por fim, vamos querer voltar a testar medicamentos que já existem em quadros como este, todos os medicamentos que existem actualmente. No futuro, vamos tomar medicamentos e tratamentos cujos efeitos secundários foram testados em todas as células relevantes, em células do cérebro, do coração e do fígado.
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)
Isto trouxe-nos mesmo para o limiar da medicina personalizada. Está aqui, agora. Na minha família, o meu filho tem diabetes tipo 1, que ainda é uma doença incurável. Perdi os meus pais devido a doença cardíaca e cancro mas acho que, provavelmente, a minha história vos soa a familiar porque, provavelmente, a vossa história é uma versão desta. Nalgum momento das nossas vidas, todos nós, ou pessoas de que gostamos, ficam doentes. Por isso, acho que a investigação com células estaminais é extraordinariamente importante para todos nós. Obrigada. (Aplausos)