Temos un reto global para a saúde nas nosas mans, e trátase de que o xeito no que descubrimos e desenvolvemos novos fármacos é demasiado caro, leva moito tempo, e falla a miúdo. Simplemente non funciona, o que significa que os doentes que precisan novas terapias de forma urxente non as están a recibir e as enfermidades non se están tratando. Estamos a gastar cada vez máis e máis diñeiro. Así, por cada mil millóns de dólares que gastamos en I+D hai menos fármacos aprobados no mercado. Máis diñeiro, menos fármacos. Hum. Así que, que está pasando aquí? Ben, hai múltiples factores en xogo pero penso que un dos factores clave é que as ferramentas que temos para ensaiar se un fármaco vai funcionar, se é efectivo, ou se vai ser seguro antes de facer ensaios clínicos en persoas, estannos a fallar. Non están a prever o que vai acontecer en humanos. E temos dúas ferramentas principais á nosa disposición. Células en placas de cultivo e ensaios con animais. Falemos da primeira ferramenta, os cultivos celulares. As células funcionan felices dentro do noso corpo E nós collémolas e sacámolas do seu ambiente natural, poñémolas nunha desas placas, e esperamos que funcionen. Adiviñade que. Non o fan. Non lles gusta ese ambiente porque non ten nada que ver co que teñen no corpo. Que pasa cos ensaios en animais? Ben, os animais poden proporcionar información moi útil. Móstrannos o que acontece nun organismo complexo. Aprendemos máis sobre a bioloxía. Con todo, na maioría dos casos, os modelos animais non permiten prever o que pasará en persoas cando se lles subministre un fármaco concreto. Así que precisamos mellores instrumentos. Precisamos células humanas, pero temos que descubrir como mantelas felices fóra do corpo. Os nosos corpos son ambientes dinámicos. Estamos en movemento constante. As nosas células experiméntano. Atópanse en ambientes dinámicos no corpo. Están baixo forzas mecánicas constantes. Así que se queremos facer felices as células fóra do noso corpo necesitamos transformarnos en arquitectos. Temos que deseñar e construír un novo fogar para as células. E no Wyss Institute é o que acabamos de facer. Chamámoslle órgano nun chip. E teño un aquí mesmo. É fermoso, verdade? Pero é realmente incríbel. Aquí na miña man teño un pulmón humano nun chip que respira, vivo. E non é soamente fermoso Pode facer moitas cousas. Temos células vivas neste pequeno chip, células que se atopan nun ambiente dinámico interactuando con outras células diferentes. Moita xente intentou cultivar células no laboratorio. Probaron moitas estratexias diferentes. Incluso intentaron cultivar pequenos miniórganos. Nós non intentamos facer iso. Simplemente estamos a tentar recrear neste pequeno chip a unidade funcional máis pequena que representa a bioquímica, a función e a tensión mecánica que as células experimentan nos nosos corpos. E como funciona? Deixádeme amosarvos. Empregamos técnicas dos fabricantes de chips informáticos para facer estas estruturas a unha escala relevante tanto para as células como para o seu ambiente. Temos tres canais fluídicos. No medio temos unha membrana porosa, flexible, onde podemos incorporar as células humanas de, por exemplo, pulmóns, e, por debaixo, están as células capilares, as células dos vasos sanguíneos. Podemos agora aplicarlle ao chip forzas mecánicas que estenden e contraen a membrana de forma que as células sofren as mesmas forzas mecánicas que cando respiramos. E experiméntanas igual ca no corpo. Hai aire que flúe polo canal superior e entón circulamos un líquido que contén nutrientes a través do canal sanguíneo. O chip é moi fermoso, pero que podemos facer con el? Podemos obter un incrible nivel de funcionalidade dentro destes pequenos chips. Deixádeme amosarvos. Poderiamos, por exemplo, imitar unha infección, engadíndolle células bacterianas ao pulmón. e a continuación podemos agregar glóbulos brancos humanos. Os glóbulos brancos son a defensa do noso corpo contra bacterias invasoras, e cando notan esta inflamación por mor da infección, entrarán dende o sangue ao pulmón e fagocitarán a bacteria. Agora imos ver como acontece isto nun pulmón humano nun chip. Marcamos os glóbulos brancos para poder velos fluír, e cando detectan a infección, comezan a adherirse. Adhírense e entón intentan penetrar no lado do pulmón dende o vaso sanguíneo. Como podedes ver aquí, podemos visualizar un único glóbulo branco. Adhírese, móvese entre as capas celulares, a través do poro, sae no outro lado da membrana e aí vai fagocitar a bacteria marcada en verde. Acabas de presenciar nese chip diminuto unha das respostas máis fundamentais do noso corpo fronte a unha infección. Así respondemos a... unha resposta inmunitaria. É moi emocionante. Agora quero compartir esta imaxe con vós non só porque é moi fermosa, senón tamén porque nos dá unha gran cantidade de información sobre o que fan as células dentro dos chips. Dinos que estas células das pequenas vías aéreas nos nosos pulmóns teñen estruturas parecidas a cabelos que esperariades ver no pulmón. Son estruturas chamadas cilios, e moven a mucosidade fóra do pulmón Si. Mucosidade. Que noxo! Mais realmente a mucosidade é moi importante. A mucosidade atrapa partículas, virus, alérxenos potenciais, e estes pequenos cilios moven e expulsan a mucosidade. Cando son danados, por exemplo polo fume do tabaco, non funcionan correctamente e non poder botar o moco. Isto pode derivar en enfermidades coma a bronquite. Os cilios e a limpeza da mucosidade tamén están relacionados con enfermidades tan terribles coma a fibrose quística. Mais coa funcionalidade que conseguimos nestes chips podemos comezar a buscar novos posibles tratamentos. Non paramos co pulmón nun chip. Temos un intestino nun chip. Aquí podedes ver un. Puxemos células intestinais humanas nun intestino nun chip, baixo un movemento peristáltico continuo con este fluxo goteando a través das células podemos imitar moitas das funcións que un esperaría ver no intestino humano. Agora podemos comezar a crear modelos de enfermidades coma a síndrome de colon irritable. Esta enfermidade afecta a moitas persoas. É moi debilitante e con poucos tratamentos efectivos. Agora temos toda unha gama de órganos en chips diferentes nos que estamos a traballar nos nosos laboratorios. Non obstante, o potencial real desta tecnoloxía atópase no feito de que podemos conectalos a través de fluídos. Hai fluídos circulando sobre as células, de xeito que podemos comezar a conectar diferentes chips xuntos para formar o que denominamos un humano virtual nun chip. Isto é realmente emocionante. Nunca imos recrear un humano completo nestes chips, pero o noso obxectivo é poder recrear a suficiente funcionalidade e poder facer mellores predicións do que acontece nos humanos. Por exemplo, podemos comezar a explorar o que acontece cando temos un fármaco en aerosol. Os que coma min padecedes asma, cando usades o voso inhalador podemos explorar como o fármaco chega aos vosos pulmóns, como entra no corpo, como pode afectar o voso corazón Cambia o latexo do voso corazón? É tóxico? É eliminado polo fígado? Metabolízase no fígado? Excrétase nos vosos riles? Podemos comezar a estudar a resposta dinámica do corpo a un fármaco. Isto podería revolucionar e ser un punto de inflexión non só para a industria farmacéutica, senón tamén para moitas outras, incluíndo a industria cosmética. Poderiamos empregar a pel nun chip que estamos a desenvolver no laboratorio para ensaiar se os compoñentes deses produtos que estades a usar son seguros para aplicar na pel sen ter que facer ensaios en animais. Poderiamos ensaiar a seguridade dos produtos químicos aos que estamos expostos cada día no noso contorno, coma os dos produtos comúns de limpeza. Poderiamos tamén empregar os órganos en chips para aplicacións en bioterrorismo ou exposición á radiación. Poderiamos usalos para aprender máis sobre enfermidades coma o ébola ou outras enfermidades mortais coma o SARS. Os órganos en chips poderían cambiar como facemos os ensaios clínicos no futuro. Agora mesmo, o participante medio nun ensaio clínico é iso mesmo: medio. Tende a ser de media idade, tende a ser muller. Non atoparedes moitos ensaios clínicos nos que participen nenos, e aínda así, medicamos aos nenos a diario e a única información que temos sobre a seguridade dese fármaco é a que obtivemos con adultos. Os nenos non son adultos. Pode que non respondan do mesmo xeito. Hai outros factores coma as diferenzas xenéticas entre poboacións que poden levar a poboacións de risco ao perigo de sufriren unha reacción adversa ao fármaco. Agora imaxinade que puideramos coller células de todas estas poboacións, poñelas en chips e crear poboacións nun chip. Isto podería cambiar a forma na que facemos ensaios clínicos. E este é o equipo e a xente que o está facendo. Temos enxeñeiros, biólogos celulares, temos médicos clínicos, todos traballando xuntos. Estamos a ver algo realmente incrible no IWyss Institute. É realmente unha converxencia de disciplinas onde a bioloxía está a influenciar o xeito no que deseñamos, o modo no que proxectamos, a forma na que construímos É moi emocionante. Estamos establecendo importantes colaboracións con industrias coma as que temos cunha empresa con experiencia en fabricación dixital a grande escala. Eles vannos axudar a facer, non un, millóns destes chips, para poñelos nas mans do maior número de investigadores posible. Isto é chave para o potencial desta tecnoloxía. Deixádeme ensinarvos o noso instrumento. Este é un aparello que os nosos enxeñeiros están a desenvolver como prototipo no laboratorio, e este instrumento vainos dar os controis técnicos que imos precisar para unir 10 ou máis órganos en chips. Fai algo máis que é moi importante: crea unha interface de usuario simple. Así, un biólogo coma min pode chegar, coller un chip, poñelo nun cartucho coma no prototipo que vedes aí, colocar o cartucho na máquina igual que farías cun CD e listo. Conectar e xogar. Doado. Agora, imaxinemos un pouco como podería ser o futuro se puidese coller as túas células nai e poñelas nun chip, ou as túas, e poñelas nun chip. Sería un chip personalizado unicamente para ti. Todos os que estamos aquí somos individuos e esas diferenzas individuais significan que podemos reaccionar de xeito moi diferente e ás veces dunha maneira imprevisible aos fármacos. Eu mesma, un par de anos atrás, tiven unha xaqueca realmente forte, que non pasaba e pensei: "Probarei algo diferente" Tomei Advil e 15 minutos despois estaba de camiño a urxencias cun grande ataque de asma. É obvio que non foi fatal, pero, desafortunadamente, algunhas destas reaccións aos fármacos poden ser mortais. Como os podemos previr entón? Ben, poderiamos imaxinar que un día teremos a Geraldine nun chip, teremos a Danielle nun chip, terémosvos a vós nun chip. Medicina personalizada. Grazas. (Aplausos)