WEBVTT

00:00:00.688 --> 00:00:04.185
Wir stehen heute in der Medizin
vor einer globalen Herausforderung:

00:00:04.197 --> 00:00:10.297
Die Forschung und Entwicklung 
neuer Medikamente

00:00:10.297 --> 00:00:14.591
ist zu kostspielig, zu zeitaufwendig

00:00:14.591 --> 00:00:18.120
und führt häufig zu nichts.

00:00:18.120 --> 00:00:20.420
Das System funktioniert einfach nicht.

00:00:20.420 --> 00:00:25.971
In der Folge bleiben Patienten dringend
notwendige neue Therapien versagt.

00:00:25.979 --> 00:00:29.707
Ihre Krankheiten
können nicht behandelt werden.

00:00:29.707 --> 00:00:32.790
Trotzdem geben wir anscheinend 
immer mehr Geld aus.

00:00:32.790 --> 00:00:36.886
Pro Milliarde, die wir in Forschung 
und Entwicklung stecken,

00:00:36.886 --> 00:00:40.715
werden heute weniger 
neue Medikamente zugelassen.

00:00:40.715 --> 00:00:43.932
Also mehr Geld 
für weniger Medikamente. Hm!

NOTE Paragraph

00:00:43.932 --> 00:00:45.852
Was ist da los?

00:00:45.852 --> 00:00:48.447
Hier spielen viele Faktoren eine Rolle.

00:00:48.447 --> 00:00:53.748
Einer der wichtigsten, denke ich,
sind unsere derzeitigen Testinstrumente.

00:00:53.748 --> 00:00:56.948
Tests sollen zeigen, 
ob ein Arzneimittel funktioniert.

00:00:56.948 --> 00:01:00.287
Sie prüfen, ob es wirksam und sicher ist,

00:01:00.287 --> 00:01:03.995
bevor die klinische Prüfung
am Menschen beginnt.

00:01:03.995 --> 00:01:05.806
Diese Tests versagen.

00:01:05.806 --> 00:01:09.034
Sie sagen nicht vorher, 
was im Menschen geschehen wird.

00:01:09.037 --> 00:01:13.771
Für die Tests stehen uns im Wesentlichen
zwei Instrumente zur Verfügung:

00:01:13.771 --> 00:01:17.812
Zellen in der Petrischale 
und Tierversuche.

NOTE Paragraph

00:01:17.812 --> 00:01:21.382
Beschäftigen wir uns zuerst 
mit den Zellen in der Petrischale.

00:01:21.382 --> 00:01:24.535
Solange die Zellen im Körper sind, 
funktionieren sie bestens.

00:01:24.535 --> 00:01:27.510
Reißen wir sie aber 
aus dieser Umgebung heraus,

00:01:27.510 --> 00:01:31.134
geben sie in eine Petrischale
und erwarten, dass sie funktionieren --

00:01:31.134 --> 00:01:33.067
was dann? Es klappt nicht.

00:01:33.067 --> 00:01:35.119
Sie mögen die neue Umgebung nicht.

00:01:35.119 --> 00:01:38.691
Denn sie ist völlig anders 
als der menschliche Körper.

NOTE Paragraph

00:01:38.717 --> 00:01:41.118
Und wie steht es mit den Tierversuchen?

00:01:41.118 --> 00:01:46.373
Tiere liefern uns äußerst 
nützliche Informationen.

00:01:46.373 --> 00:01:50.254
Sie vermitteln uns, was in einem
komplexen Organismus geschieht.

00:01:50.254 --> 00:01:53.301
Wir erhalten einen besseren Einblick
in biologische Vorgänge.

00:01:53.301 --> 00:01:57.599
Allerdings sagt das Tiermodell 
oftmals nicht vorher,

00:01:57.619 --> 00:02:02.815
was in einem Menschen abläuft, wenn
er ein bestimmtes Arzneimittel einnimmt.

NOTE Paragraph

00:02:03.775 --> 00:02:05.980
Darum brauchen wir 
bessere Testinstrumente.

00:02:05.980 --> 00:02:07.943
Wir brauchen menschliche Zellen.

00:02:07.943 --> 00:02:09.798
Und wir brauchen Möglichkeiten,

00:02:09.798 --> 00:02:12.483
sie außerhalb des Körpers
gedeihen zu lassen.

NOTE Paragraph

00:02:12.483 --> 00:02:14.980
Unser Körper ist eine dynamische Umgebung.

00:02:14.980 --> 00:02:16.820
Wir sind immer in Bewegung.

00:02:16.820 --> 00:02:19.011
Und daran haben unsere Zellen teil.

00:02:19.011 --> 00:02:21.770
Der Körper bildet 
ein dynamisches Umfeld.

00:02:21.770 --> 00:02:25.085
Auf die Zellen wirken ständig 
mechanische Kräfte ein.

00:02:25.085 --> 00:02:28.591
Wenn Zellen außerhalb 
des Körpers gedeihen sollen,

00:02:28.591 --> 00:02:31.246
müssen wir zu Zellarchitekten werden.

00:02:31.246 --> 00:02:35.730
Wir müssen für die Zellen
eine "Wohlfühlumgebung" entwickeln

00:02:35.730 --> 00:02:39.111
und ihnen einen angenehmen 
"Zweitwohnsitz" bauen.

NOTE Paragraph

00:02:39.111 --> 00:02:42.145
Genau das haben wir
am Wyss Institute gemacht.

00:02:42.173 --> 00:02:45.197
Das Ergebnis nennen wir "Organchip".

00:02:45.197 --> 00:02:46.988
Hier habe ich einen.

00:02:46.988 --> 00:02:50.093
Toll, oder? Und ziemlich unglaublich.

00:02:50.093 --> 00:02:56.523
In meiner Hand halte ich eine lebendige,
atmende menschliche Lunge auf einem Chip.

NOTE Paragraph

00:02:57.531 --> 00:03:01.529
Das ist nicht nur schön, sondern 
es birgt auch enorme Möglichkeiten.

00:03:01.529 --> 00:03:05.308
In diesem kleinen Chip 
haben wir lebende Zellen.

00:03:05.308 --> 00:03:10.718
Sie interagieren in einer dynamischen 
Umgebung mit verschiedenen Zelltypen.

00:03:10.769 --> 00:03:14.588
Viele Forscher haben versucht,
im Labor Zellen zu züchten.

00:03:14.588 --> 00:03:20.115
Sie verfolgten unterschiedlichste Ansätze
und züchteten sogar kleine Mini-Organe.

00:03:20.142 --> 00:03:22.111
Uns geht es um etwas anderes.

00:03:22.111 --> 00:03:24.412
Wir wollen auf dem Chip

00:03:24.412 --> 00:03:28.903
ein kleinstmögliches
Funktionselement bauen,

00:03:28.903 --> 00:03:31.713
mit der biochemischen Umgebung,

00:03:31.713 --> 00:03:34.613
den Funktionen
und mechanischen Beanspruchungen,

00:03:34.613 --> 00:03:37.875
die den Zellen
vom Körper her vertraut sind.

00:03:37.875 --> 00:03:40.717
Wie das möglich ist, 
zeige ich Ihnen jetzt.

00:03:40.717 --> 00:03:44.901
Wir nutzen Techniken aus der 
Computerchip-Fertigung

00:03:44.984 --> 00:03:47.369
und stellen Chips in einer Größe her,

00:03:47.369 --> 00:03:50.114
die für Zellen und 
ihre Umgebung sinnvoll ist.

00:03:50.114 --> 00:03:52.141
Es gibt drei Strömungskanäle.

00:03:52.141 --> 00:03:55.853
In der Mitte befindet sich 
eine flexible poröse Membran,

00:03:55.853 --> 00:03:59.636
auf die wir menschliche Zellen
aufbringen können, z. B. aus der Lunge.

00:03:59.640 --> 00:04:03.517
Darunter befinden sich Kapillarzellen,
also Zellen aus unseren Blutgefäßen.

00:04:03.535 --> 00:04:07.905
Dann lassen wir auf den Chip 
mechanische Kräfte einwirken.

00:04:07.915 --> 00:04:10.874
Sie dehnen die Membran 
und ziehen sie zusammen.

00:04:10.884 --> 00:04:12.900
Dadurch unterliegen die Zellen

00:04:12.900 --> 00:04:16.876
denselben mechanischen Kräften
wie beim Atmen.

00:04:16.876 --> 00:04:19.874
Sie erleben diese Kräfte 
genauso wie im Körper.

00:04:19.874 --> 00:04:22.274
Durch den oberen Kanal fließt Luft

00:04:22.274 --> 00:04:27.473
und durch den Blutkanal leiten wir 
eine Flüssigkeit mit Nährstoffen.

00:04:28.672 --> 00:04:32.934
Der Chip ist wunderbar.
Aber wozu ist er eigentlich gut?

00:04:32.934 --> 00:04:37.005
Diese kleinen Chips leisten
wirklich Unglaubliches.

00:04:37.006 --> 00:04:38.512
Sehen Sie sich das einmal an.

00:04:38.512 --> 00:04:41.143
Wir ahmen z. B. eine Infektion nach

00:04:41.143 --> 00:04:47.689
und bringen in die Lunge Bakterienzellen
und menschliche weiße Blutkörperchen ein.

00:04:47.689 --> 00:04:51.440
Weiße Blutkörperchen sind die Körperabwehr
gegen eindringende Bakterien.

00:04:51.440 --> 00:04:55.039
Wenn sie eine infektionsbedingte 
Entzündung erkennen,

00:04:55.049 --> 00:04:59.506
treten sie vom Blut in die Lunge über
und umschließen die Bakterien.

00:04:59.506 --> 00:05:01.759
Sie erleben dieses Geschehen 
gleich live mit --

00:05:01.759 --> 00:05:05.069
in einer menschlichen Lunge 
auf einem Chip.

00:05:05.069 --> 00:05:08.612
Damit Sie die weißen Blutkörperchen 
sehen können, haben wir sie markiert.

00:05:08.612 --> 00:05:12.143
Wenn die Blutkörperchen die Infektion 
erkennen, heften sie sich an.

00:05:12.170 --> 00:05:18.177
Sie versuchen, vom Blutkanal aus
auf die Seite der Lunge zu gelangen.

00:05:18.177 --> 00:05:25.296
Wir können ein einzelnes
weißes Blutkörperchen sichtbar machen.

00:05:25.296 --> 00:05:30.112
Es heftet sich an, es windet sich
durch Zellschichten und die Pore hindurch.

00:05:30.157 --> 00:05:32.488
Dann kommt es
auf der anderen Membranseite heraus.

00:05:32.508 --> 00:05:37.343
Da frisst es die grün markierte Bakterie.

00:05:37.362 --> 00:05:40.366
Durch diesen winzigen Chip 
wurden Sie gerade zu Augenzeugen

00:05:40.366 --> 00:05:45.487
einer der grundlegendsten
Reaktionen des Körpers auf eine Infektion.

00:05:45.504 --> 00:05:49.044
Das ist unsere Immunreaktion.

00:05:49.864 --> 00:05:51.675
Sehr spannend!

NOTE Paragraph

00:05:51.675 --> 00:05:54.018
Ich möchte Ihnen jetzt dieses Bild zeigen.

00:05:54.018 --> 00:05:56.656
Nicht nur, weil es schön ist.

00:05:56.656 --> 00:05:59.833
Es sagt auch sehr viel darüber aus,

00:05:59.833 --> 00:06:02.850
was die Zellen
in den Chips eigentlich tun.

00:06:02.850 --> 00:06:07.148
Wir sehen hier Zellen aus den feineren
Verzweigungen der Lungen.

00:06:07.168 --> 00:06:11.433
Sie besitzen haarförmige Strukturen,
wie sie in der Lunge zu erwarten sind.

00:06:11.433 --> 00:06:15.293
Das sind die Flimmerhärchen,
die Schleim aus der Lunge hinausbefördern.

00:06:15.293 --> 00:06:16.832
Genau. Schleim - igitt!

00:06:16.832 --> 00:06:19.272
Aber Schleim ist sehr wichtig.

00:06:19.272 --> 00:06:23.293
Schleim fängt kleine Teilchen, Viren
und potenzielle Allergene ein

00:06:23.312 --> 00:06:27.143
und die kleinen Flimmerhärchen
transportieren den Schleim ab.

00:06:27.163 --> 00:06:32.045
Werden sie z. B. durch Zigarettenrauch
geschädigt, funktionieren sie nicht gut.

00:06:32.045 --> 00:06:34.582
Dann kann der Schleim
den Körper nicht verlassen.

00:06:34.582 --> 00:06:38.119
Erkrankungen wie Bronchitis 
können die Folge sein.

00:06:38.119 --> 00:06:40.766
Die Flimmerhärchen 
und der Abtransport von Schleim

00:06:40.766 --> 00:06:45.227
spielen auch bei schweren Krankheiten 
wie Mukoviszidose eine Rolle.

00:06:45.227 --> 00:06:48.877
Doch jetzt -- dank der Funktionen, 
die in diesen Chips stecken --

00:06:48.877 --> 00:06:52.881
können wir mögliche neue 
Behandlungen erforschen.

NOTE Paragraph

00:06:52.891 --> 00:06:55.066
Der Lungenchip hat uns aber nicht genügt.

00:06:55.066 --> 00:06:56.950
Es gibt auch einen Darmchip.

00:06:56.950 --> 00:06:58.980
Hier sehen Sie einen.

00:06:58.980 --> 00:07:03.936
In den Darmchip haben wir
menschliche Darmzellen gesteckt.

00:07:03.936 --> 00:07:06.938
Wie im Darm unterliegen sie
einer ständigen Bewegung,

00:07:06.948 --> 00:07:10.139
die langsam durch die Zellen fließt.

00:07:10.139 --> 00:07:16.917
Wir können viele Funktionen
des menschlichen Darms nachahmen.

00:07:16.917 --> 00:07:20.444
Jetzt können wir Modelle 
von Krankheiten entwickeln,

00:07:20.444 --> 00:07:23.974
z. B. ein Modell des Reizdarmsyndroms.

00:07:23.976 --> 00:07:26.927
Von dieser Krankheit sind 
sehr viele Menschen betroffen.

00:07:26.927 --> 00:07:29.459
Sie vermindert 
die Lebensqualität erheblich.

00:07:29.459 --> 00:07:32.831
Doch es gibt kaum gute Therapien.

NOTE Paragraph

00:07:33.771 --> 00:07:40.875
Aktuell arbeiten wir in unseren Laboren
an vielen unterschiedlichen Organchips.

00:07:40.876 --> 00:07:45.815
Die eigentliche Stärke 
dieser Technologie liegt darin,

00:07:45.815 --> 00:07:49.435
dass wir die Chips
miteinander verbinden können.

00:07:49.435 --> 00:07:55.922
Durch die Zellen fließt eine Flüssigkeit
und verbindet unterschiedliche Chips

00:07:55.922 --> 00:08:00.433
zu einem sogenannten 
virtuellen Menschen auf einem Chip.

00:08:00.433 --> 00:08:03.075
Jetzt wird es richtig spannend!

00:08:03.075 --> 00:08:07.649
Wir werden auf den Chips nie 
einen ganzen Menschen nachbauen.

00:08:07.649 --> 00:08:09.499
Wir haben nur das Ziel,

00:08:09.499 --> 00:08:13.489
genügend Funktionen
des Organismus nachzubilden,

00:08:13.489 --> 00:08:18.149
um besser vorhersagen zu können, 
was im Menschen abläuft.

00:08:18.149 --> 00:08:24.150
Damit können wir z. B. die Wirkung
von Sprühmedikamenten erforschen.

00:08:24.150 --> 00:08:27.270
Das betrifft Menschen wie mich, 
die ein Asthmaspray inhalieren.

00:08:27.270 --> 00:08:30.326
Wir können erforschen, 
wie es in die Lunge gelangt,

00:08:30.326 --> 00:08:31.858
wie es in den Körper übertritt

00:08:31.858 --> 00:08:34.070
und wie es sich
z. B. auf das Herz auswirkt.

00:08:34.070 --> 00:08:37.144
Verändert es den Herzschlag?
Ist es toxisch?

00:08:37.144 --> 00:08:39.133
Wird es von der Leber abgebaut?

00:08:39.133 --> 00:08:43.395
Wird es in der Leber verstoffwechselt?
Wird es über die Nieren ausgeschieden?

00:08:43.395 --> 00:08:48.273
Wir können die dynamischen Reaktionen 
des Körpers auf Medikamente erforschen.

NOTE Paragraph

00:08:48.273 --> 00:08:51.597
Dies könnte wirklich
eine Revolution auslösen.

00:08:51.597 --> 00:08:54.534
Es würde nicht nur 
die Pharmaindustrie verändern.

00:08:54.534 --> 00:08:59.587
Auch viele weitere Branchen würden 
profitieren, z. B. die Kosmetikbranche.

00:08:59.587 --> 00:09:03.419
Wir entwickeln im Labor 
gerade einen Hautchip,

00:09:03.419 --> 00:09:04.890
mit dem wir prüfen können,

00:09:04.890 --> 00:09:07.768
ob Sie die Inhaltsstoffe Ihrer Produkten

00:09:07.768 --> 00:09:10.396
gefahrlos auf Ihre Haut auftragen können.

00:09:10.396 --> 00:09:12.676
Ganz ohne Tierversuche.

00:09:12.676 --> 00:09:16.603
Wir könnten testen,
wie sicher die Chemikalien sind,

00:09:16.603 --> 00:09:19.167
denen wir in der Umwelt 
täglich ausgesetzt sind,

00:09:19.167 --> 00:09:22.448
z. B. Chemikalien handelsüblicher 
Haushaltsreiniger.

00:09:22.458 --> 00:09:26.050
Weitere Einsatzgebiete
der Organchips wären etwa

00:09:26.050 --> 00:09:31.059
Bioterrorismus oder Strahlenbelastung.

00:09:31.070 --> 00:09:36.231
Wir könnten damit ein besseres 
Verständnis tödlicher Krankheiten

00:09:36.231 --> 00:09:41.392
wie Ebola und SARS gewinnen.

NOTE Paragraph

00:09:41.392 --> 00:09:46.554
Organchips könnten die Durchführung
klinischer Studien verändern.

00:09:46.568 --> 00:09:51.315
Momentan sind die durchschnittlichen 
Teilnehmer klinischer Studien genau das:

00:09:51.315 --> 00:09:52.855
durchschnittlich.

00:09:52.855 --> 00:09:55.851
Vorwiegend mittleren Alters 
und vorwiegend weiblich.

00:09:55.851 --> 00:10:00.153
Sie finden nur wenige 
klinische Studien an Kindern.

00:10:00.168 --> 00:10:03.385
Trotzdem geben wir Kindern
täglich Medikamente,

00:10:03.385 --> 00:10:07.296
obwohl die einzigen Daten 
zur Sicherheit der Arznei

00:10:07.296 --> 00:10:10.267
von Erwachsenen stammen.

00:10:10.267 --> 00:10:11.999
Kinder sind nicht erwachsen.

00:10:11.999 --> 00:10:15.022
Sie können anders reagieren 
als Erwachsene.

00:10:15.032 --> 00:10:19.314
Weitere Risikofaktoren sind genetische
Unterschiede in der Bevölkerung.

00:10:19.337 --> 00:10:22.947
Darum können manche Bevölkerungsgruppen

00:10:22.947 --> 00:10:26.557
stärker von schädlichen 
Nebenwirkungen betroffen sein.

00:10:26.557 --> 00:10:30.167
Stellen Sie sich vor, mit den Zellen
der verschiedenen Bevölkerungsgruppen

00:10:30.167 --> 00:10:33.101
würden wir Chips nach 
Bevölkerungsgruppe herstellen.

00:10:33.131 --> 00:10:36.699
Das könnte die Durchführung 
klinischer Studien dramatisch verändern.

00:10:36.699 --> 00:10:40.060
Hier sehen Sie das Mitarbeiterteam.

00:10:40.060 --> 00:10:46.177
Unsere Ingenieure, Zellbiologen und
Klinikärzte arbeiten zusammen.

00:10:46.677 --> 00:10:50.007
Hier am Wyss Institute
sehen wir etwas Wunderbares --

00:10:50.012 --> 00:10:52.463
das Zusammenwirken
verschiedener Disziplinen.

00:10:52.473 --> 00:10:58.823
Die Biologie beeinflusst 
das Design und die Entwicklung.

00:10:58.835 --> 00:11:00.288
Das ist sehr spannend.

NOTE Paragraph

00:11:00.288 --> 00:11:03.612
Wir bauen Kooperationen 
mit der Branche auf,

00:11:03.612 --> 00:11:10.755
z. B. mit einem Unternehmen, das Know-how
in digitaler Massenfertigung beisteuert.

00:11:10.755 --> 00:11:12.396
Diese Firma wird uns helfen,

00:11:12.396 --> 00:11:15.958
statt eines solchen Chips
Millionen herzustellen,

00:11:15.958 --> 00:11:20.261
damit wir sie möglichst vielen Forschern
an die Hand geben können.

00:11:20.270 --> 00:11:24.486
Nur so können wir das Potenzial
dieser Technik voll ausschöpfen.

NOTE Paragraph

00:11:24.486 --> 00:11:27.023
Jetzt möchte ich Ihnen 
unser Testinstrument zeigen.

00:11:27.023 --> 00:11:29.331
Zurzeit bauen die Ingenieure

00:11:29.331 --> 00:11:32.039
einen Prototyp
dieses Instruments im Labor.

00:11:32.039 --> 00:11:35.588
Das Gerät bietet uns 
Steuerungsmöglichkeiten.

00:11:35.588 --> 00:11:40.566
Die brauchen wir, um 10 oder mehr 
Organchips miteinander zu verbinden.

00:11:40.566 --> 00:11:42.795
Außerdem leistet es
noch etwas sehr Wichtiges:

00:11:42.795 --> 00:11:45.639
Es ist einfach zu bedienen.

00:11:45.639 --> 00:11:47.379
Zellbiologen wie ich

00:11:47.379 --> 00:11:50.729
nehmen einfach einen Chip
und geben ihn in eine Kartusche,

00:11:50.729 --> 00:11:52.879
wie bei dem Prototyp im Bild dort.

00:11:52.879 --> 00:11:57.410
Ich schiebe die Kartusche ein, 
wie eine CD, und schon geht's los.

00:11:57.410 --> 00:12:00.009
Plug-and-play. Ganz einfach.

NOTE Paragraph

00:12:00.329 --> 00:12:04.073
Malen wir uns damit einmal
die Zukunft aus.

00:12:04.102 --> 00:12:07.735
Könnte ich Ihre Stammzellen nehmen
und auf einen Chip bannen,

00:12:07.755 --> 00:12:10.564
oder auch Ihre Stammzellen,

00:12:10.564 --> 00:12:14.373
dann wäre das ein Chip für Sie
ganz persönlich.

NOTE Paragraph

00:12:14.673 --> 00:12:17.883
Wir alle in diesem Raum sind Individuen.

00:12:17.883 --> 00:12:20.621
Und wegen unserer Individualität

00:12:20.621 --> 00:12:26.373
können wir völlig unterschiedlich und
unvorhersehbar auf Medikamente reagieren.

00:12:27.210 --> 00:12:32.548
Ich selbst hatte vor einigen Jahren 
unerträgliche Kopfschmerzen.

00:12:32.548 --> 00:12:35.801
Also probierte ich etwas Neues aus
und nahm Advil [Ibuprofen].

00:12:35.811 --> 00:12:40.126
15 Min. später war ich mit einem schweren 
Asthmaanfall unterwegs zur Notaufnahme.

00:12:40.129 --> 00:12:41.929
Offensichtlich war es nicht tödlich.

00:12:41.929 --> 00:12:47.106
Doch manche Nebenwirkungen
von Medikamenten

00:12:47.106 --> 00:12:49.133
können tatsächlich zum Tod führen.

NOTE Paragraph

00:12:49.133 --> 00:12:51.182
Wie können wir das vermeiden?

00:12:51.182 --> 00:12:55.462
Vielleicht gibt es eines Tages 
einen Geraldine-Chip,

00:12:55.465 --> 00:12:59.044
einen Danielle-Chip
und einen Chip für Sie.

NOTE Paragraph

00:12:59.067 --> 00:13:01.595
Individualisierte Medizin. Vielen Dank.

NOTE Paragraph

00:13:01.605 --> 00:13:04.499
(Applaus)