Kunne laboratorieavlede knogler erstatte vævstransplantationer og flere smertefulde operationer? Nina Tandon er administrerende direktør og medstifter af EpiBone, en Brooklyn-baseret bioteknologisk virksomhed, der blev udvalgt som en af World Economic Forums teknologipionerer i 2015. Tandon er også en af World Economic Forum Young Scientist, som vil tale på det årlige møde i New Champions i Tianjin, Kina, fra den 26. til 28. juni.
Hvad laver I?
Vi dyrker knogler fra stamceller for forhåbentlig at hjælpe folk, der har brug for skeletrekonstruktion.
Hvordan gør I det?
Vi tager to ting fra patienten. Den ene er en prøve af deres fedtvæv, som vi udtager stamceller fra. Den anden er en CT-scanning, som er som et tredimensionelt røntgenbillede af den knogle, vi ønsker at konstruere. Det bruger vi til at lave den perfekte form, det, vi kalder et stillads. Dette stillads kan være fremstillet af protein og kollagen fra dyreknogler, eller det kan være fremstillet af syntetiske materialer. Vi indgyder cellerne i denne puslespilsform, denne stillads, og i løbet af ca. tre uger modnes cellerne til et stykke knogle, der er klar til implantation.
Hvad er fordelen i forhold til konventionelle knogletransplantationer eller syntetiske transplantationer?
Den nuværende guldstandard for rekonstruktive procedurer kaldes autograft, hvor vi skærer et stykke knogle ud af en del af kroppen og sætter det ind i en anden del af kroppen. Det fungerer ganske godt der, hvor man har brug for knoglen, men det kan give andre problemer, fordi der ikke er noget stykke knogle, som ikke er nødvendigt i kroppen. Min forlovede blev f.eks. opereret for at rekonstruere sin ankel. De tog et stykke af hans hofteknogle, og selv nu gør hans underliv lige så ondt som hans ankel.
Syntetiske implantater holder kun et vist stykke tid, og folk lever længere og længere. Hvis man bliver skadet som 15-årig og lever til 115 år, er tanken om, at ens implantat kun holder 10-15 år, ved at blive uholdbar. Så vi har brug for nye løsninger til reparation af skelettet.
Vi håber også, at der med vores tilgang ikke vil være behov for immunosupprimerende medicin, fordi der vil være en erkendelse af, at det er kroppens eget, da det er ens eget DNA.
Hvor langt er I nået med jeres forskning?
Vi laver i øjeblikket dyreforsøg, og vi tror, at vi er omkring 18 måneder fra forsøg på mennesker.
Med hensyn til at bringe det her på markedet ser vi frem til 2022 eller 2023. Dette er ikke en sprint, det er et maraton. Man kan omprogrammere en chip, og straks får den en anden adfærd, men det tager tre uger at dyrke en knogle. Vores teknologi bevæger sig hurtigt, men selve cellerne kan ikke hastes, og medicinsk forskning kan ikke hastes.
Vi er blevet venner med en masse kirurger i årenes løb, og de har desperat brug for ting som dette. De har patienter, som de ønsker at behandle. Vi får e-mails hver dag fra folk, der ønsker at melde sig frivilligt. Men først skal vi sikre os, at det hele er sikkert.
Hvem vil få gavn af dette?
Ret nu fokuserer vi på knogler over halsen, til kræft, traumer, medfødte defekter og tandkirurgi. På dette område foretages der hvert år ca. 100.000 indgreb alene i USA. Efter blod er knogler det mest transplanterede væv.
Kunne man også dyrke større knogler?
I teorien ja, men materialerne i vores stilladser dikterer nogle af vores begrænsninger. Så vi holder nøje øje med alle fremskridt inden for materialevidenskab, der indebærer, at vi kan dyrke større og stærkere knogler.
Hvad med at dyrke et helt ben eller en arm?
Vi kan alle se en fremtid, hvor vores metode kan bruges til at regenerere et helt lem, men det vil være meget længere fremme, fordi der er mange væv, der indgår i et lem. Der er hud, neuroner, muskler, knogler, sener, ledbånd, og man dyrker alle disse ting i forskellige mikromiljøer. Det mest avancerede er lige nu at dyrke to slags væv sammen – knogle og brusk eller muskel og nerve – og det er allerede svært. Men vi håber at kunne lægge grunden til denne fremtidige teknologi.
Hvad er dine andre udfordringer?
Vores største udfordring er at overføre arbejdet fra laboratoriet til klinikken, til mennesker. Vi skal holde hovedet koldt og gøre et rigtig godt stykke arbejde med videnskaben, så vi kan komme ud i klinikken og hjælpe folk.
Og hvad er dine langsigtede mål?
Jeg vil gerne kunne sige, at hvis man er født med medfødte defekter, behøver man ikke at være henvist til et liv med vansiringer, at man kan få sit ansigt genoprettet. Mere generelt elsker jeg tanken om, at vi kan se på vores egen krop som en kilde til helbredelse i modsætning til piller og maskiner.
På en måde er det et landbrugsmæssigt og økologisk syn på kroppen kombineret med 3D-fabrikation. Det er så gammelt, at det er nyt. Denne idé om, at vi kan dyrke naturlige systemer, har sine rødder i forhistorien med domesticeringen af dyr. Men den bliver nu genfortolket som: “Kan vi reparere vores kroppe ved hjælp af vores egne celler?”
Du er oprindeligt uddannet som elektroingeniør. Hvordan gik du fra at programmere chips til at dyrke knogler?
I begyndelsen af 2000’erne arbejdede jeg inden for telekommunikation, og jeg begyndte at tage et fysiologiundervisningskursus om aftenen på det lokale community college. Jeg læste om DNA og indså, at det var meget mere kraftfuldt end en binær lagerenhed, og det var en stærk analogi for mig. Jeg endte med at gå på MIT for at studere neurale grænseflader. Jeg hjalp med at udvikle EpiBone fra min ph.d.-vejlederes laboratorium sammen med en anden postdoc, Sarindr Bhumiratana. Jeg dyrkede hjerte- og nervevæv, og han dyrkede knogle- og bruskvæv. Så det er helt sikkert en holdindsats.
Som en person, der brænder for videnskab, hvordan vil du så tilskynde flere kvinder til at gå ind på STEM-områderne (videnskab, teknologi, ingeniørvidenskab og matematik)?
Som små børn er vi alle interesserede i videnskab, men så skal vi indsnævre vores studier i teenageårene. Det er der, vi begynder at miste vores piger, men også mange drenge, så lad os sørge for, at vi finder måder, hvorpå de kan blive ved med at være engagerede. Legetøj er en god indgang, og der er nogle geniale innovatorer på dette område, f.eks. Ayah Bdeir fra littleBits og Debbie Sterling fra GoldieBlox. At huske på, at læring handler om leg, og at karrierer også kan handle om leg, er alt sammen måder at sikre, at vi har et mangfoldigt sæt af bidragydere.
Dette interview blev produceret i samarbejde med World Economic Forum.